RU2657333C1

RU2657333C1 - Integrated scintillation method of investigation of a substance with its introduction into plasma

Info

Publication number: RU2657333C1
Application number: RU2017113030A
Authority: RU
Inventors: Валентин Николаевич Аполицкий; Алексей Алексеевич Рыбалов
Original assignee: Валентин Николаевич Аполицкий
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2018-06-13

Abstract

FIELD: measurement technology.

SUBSTANCE: invention relates to research of chemical and physical characteristics of a substance. Integrated-scintillation method of investigation of substance with its introduction into plasma includes: transfer of substance into powder state, shooting of frame spectra of analytical samples of test substances using integrated scintillation spectrometer with virtual division of test substance into a large number of parts by performing periodic intermittent synchronous short-time frame-by-frame recording of spectral emission of plasma of excitation source of spectra, calibration of spectrometer scale, finding in registered spectra of substances location of spectral analytical lines, frame-by-frame sorting of analytical signals, calculation by analytical signals of total intensity of analytical spectral line of chemical element, construction of calibration graphs, sorting of analytical signals of micro hinges, calculation of total intensities of spectral lines of chemical elements, determination by total intensities of spectral lines, calculation of real contents of chemical elements in test substance, determination of element-by-element and phase heterogeneity of substance and evaluation of quality of the substance under study. Moreover, after calibration of measuring scale of integrated scintillation spectrometer, time-lapse registration of spectral analytical background signals of electronic scheme of spectrometer without plasma burning and with plasma without and with introduction of substance into it is carried out. Conduct consideration of time-lapse registered spectra, choose time-lapse part of the spectrum so that background size in this part of the spectrum was close to background size located under analytical line, after this, time-lapse value of analytical signal of determined element is calculated taking into account the background, maximum value of spread of background fluctuations is determined from the measuring scale of the spectrometer, carry out investigations of time-lapse spectra of removed samples of comparison, construct calibration graphs of chemical elements in simple coordinates, control the accuracy of constructed calibration graphs is carried out using the spectra of blank tests and control comparison samples, calculation of total analytical signal of spectral line is performed taking into account selected "threshold signal".

EFFECT: technical result consists in increasing the accuracy and sensitivity of integrated scintillation atomic emission of spectral method.

8 cl, 11 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к области исследования химических и физических характеристик вещества и может быть использовано в области медицины, пищевой промышленности, при геологических, криминалистических, технологических и др. исследованиях, а также для контроля качества технологического производства и выпускаемой и продаваемой продукции.The invention relates to the field of research of chemical and physical characteristics of a substance and can be used in the field of medicine, food industry, in geological, criminalistic, technological and other studies, as well as for quality control of technological production and manufactured and sold products.

Известен интегрально-сцинтилляционный способ исследования вещества с введением его в плазму, включающий переведение вещества в порошковое состояние, съемку с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрометра спектров известных веществ и образцов сравнения, близких по химическому составу к исследуемому веществу, с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей (микронавесок), путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров с временем накопления спектральных сигналов в кадре меньшем удвоенной длительности сцинтилляционных импульсов отдельных частиц вещества, попадающих в плазму, калибровку («профилирование») шкалы спектрометра по спектрам известных веществ, нахождение в зарегистрированных спектрах веществ местоположения спектральных аналитических линии и фона вблизи них, покадровую сортировку аналитических сигналов, полученных при исследовании виртуальных микронавесок вещества с учетом фонового излучения плазмы, расчет по аналитическим сигналам, полученным после их покадровой сортировки, суммарной интенсивности аналитической спектральной линии определяемого химического элемента с учетом сигналов всех полученных спектров виртуальных микронавесок исследованного образца сравнения, построение градуировочных графиков химических элементов с использованием рассчитанных суммарных интенсивностей спектральных аналитических линий определяемых химических элементов в образцах сравнения, проведение с емки спектров исследуемого вещества, сортировку аналитических сигналов микронавесок исследуемого вещества с учетом фона, расчет суммарных интенсивностей спектральных линий определяемых химических элементов с учетом всех виртуальных микронавесок исследуемого вещества, определение по суммарным интенсивностям с использованием; построенных градуировочных графиков «условных содержаний» химических элементов, входящих в состав анализируемой навески вещества, а за тем расчет реальных содержаний химических элементов в исследуемом веществе по «соотношению условных содержаний», при котором предполагается, что сумма всех содержаний химических элементов в исследуемом веществе составляет 100%, расчет характеристик исследуемого вещества, осуществление фазовой диагностики вещества путем сравнения рассчитанных соотношений содержаний химических элементов в исследуемом веществе с соотношением содержаний этих же элементов в известных веществах и оценку качество исследуемого вещества, (см. Патент РФ №2172949, Способ спектрального анализа, Аполицкий В.Н. 1998 г., 13 стр., Патент РФ №2272277, Способ интегрально-сцинтилляционного спектрального анализа вещества, Аполицкий В.Н. 2004 г., 11 стр).The integral-scintillation method for studying a substance with its introduction into plasma is known, including the conversion of the substance to a powder state, shooting using the integrated-scintillation spectrometer of spectra of known substances and comparison samples that are close in chemical composition to the test substance, with a virtual division of the test substance into a large number parts (microwaves), by periodic intermittent synchronous short-term frame-by-frame registration of plasma spectral radiation a spectral excitation source with a spectral signal accumulation time in the frame shorter than double the duration of scintillation pulses of individual particles of a substance entering the plasma, calibrating ("profiling") the spectrometer scale from the spectra of known substances, finding the location of spectral analytical lines and the background in the recorded spectra of substances, frame-by-frame sorting of analytical signals obtained in the study of virtual micro-particles of a substance taking into account background plasma radiation, even from the analytical signals obtained after their frame-by-frame sorting, the total intensity of the analytical spectral line of the determined chemical element, taking into account the signals of all the obtained spectra of virtual microwaves of the investigated comparison sample, the construction of calibration graphs of chemical elements using the calculated total intensities of the spectral analytical lines of the determined chemical elements in the comparison samples carrying out spectra of the investigated substance from the capacitance, sorting analytical signals of the microarrays of the test substance, taking into account the background, calculation of the total intensities of the spectral lines of the determined chemical elements, taking into account all virtual microarrays of the test substance, determination of the total intensities using; constructed calibration graphs of the "conditional contents" of chemical elements that make up the sample of the substance to be analyzed, and then the calculation of the actual contents of chemical elements in the test substance by the "ratio of conditional contents", in which it is assumed that the sum of all the contents of chemical elements in the test substance is 100 %, the calculation of the characteristics of the test substance, the implementation of phase diagnostics of the substance by comparing the calculated ratios of the contents of chemical elements in the studied substance with a ratio of the contents of the same elements in known substances and an assessment of the quality of the test substance, (see RF Patent No. 2172949, Spectral Analysis Method, VN Apolitsky 1998, 13 pp., RF Patent No. 2272277, Method of Integral scintillation spectral analysis of a substance, Apolitsky V.N. 2004, 11 pp.).

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому эффекту к данному техническому решению является интегрально-сцинтилляционный способ исследования вещества с введением его в плазму, включающий переведение вещества в порошковое состояние, съемку с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрометра спектров известных веществ и образцов сравнения, близких по химическому составу к исследуемому веществу, с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей (микронавесок), путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров с временем накопления спектральных сигналов в кадре; меньшем удвоенной длительности сцинтилляционных импульсов отдельных частиц вещества, попадающих в плазму, калибровку («профилирование») шкалы спектрометра по спектрам известных веществ, нахождение местоположения спектральных аналитических линии и фона вблизи этих линии в зарегистрированных спектрах веществ, покадровую сортировку аналитических сигналов, полученных при исследовании покадровых виртуальных микронавесок вещества с учетом фонового излучения плазмы, расчет по аналитическим сигналам, полученным после их покадровой сортировки, суммарной интенсивности аналитической спектральной линии определяемого химического элемента; с учетом сигналов всех полученных спектров виртуальных микронавесок исследованного образца сравнения, построение градуировочных графиков химических элементов с использованием рассчитанных суммарных интенсивностей спектральных аналитических линий определяемых химических элементов в образцах сравнения, проведение с емок спектров исследуемого вещества, сортировку аналитических сигналов микронавесок исследуемого вещества с учетом фона, расчет суммарных интенсивностей спектральных линий определяемых химических элементов с учетом всех виртуальных микронавесок исследуемого вещества, определение по суммарным интенсивностям с использованием построенных градуировочных графиков «условных содержаний» химических элементов, входящих в состав анализируемой навески вещества, расчет реальных содержаний химических элементов в исследуемом веществе по «соотношению условных содержаний», при котором предполагается, что сумма всех содержаний химических элементов в исследуемом веществе должна составлять 100%, расчет содержаний химический элементный, входящих в состав микронавесок вещества и отдельных инородных фазовых частиц, определение поэлементной и фазовой неоднородности вещества по содержаниям химических элементов в микронавесках вещества, итерационный расчет содержаний химических элементов в веществе, при котором исключаются аналитические сигналы инородных фаз и производят расчет характеристик вещества без инородных фаз, диагностику веществ с использованием сравнения; процентных соотношений содержаний химических элементов в изучаемом веществе с процентными соотношениями этих элементов в известных веществах, а также оценку качества исследуемого вещества (см. журнал «Заводская лаборатория. Диагностика материалов», Оценка неоднородности вещества с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрального метода исследования, том 77, №5, Аполицкий В.Н., стр. 3-9, 2011 г., прототип).The closest technical solution and the achieved effect to this technical solution is the integral-scintillation method for studying a substance with its introduction into a plasma, including the conversion of the substance into a powder state, and the use of an integrated-scintillation spectrometer to take spectra of known substances and comparison samples that are close in chemical composition to the test substance, with the virtual division of the test substance into a large number of parts (microwaves), by periodically synchronous intermittent short lapse recording spectral excitation spectra of the radiation source with the plasma accumulation time of the spectral signals in the frame; shorter than twice the duration of scintillation pulses of individual particles of a substance entering the plasma, calibration ("profiling") of the spectrometer scale from the spectra of known substances, finding the location of the spectral analytical lines and the background near these lines in the recorded spectra of substances, frame-by-frame sorting of analytical signals obtained in the study of frame-by-frame virtual micro-particles of a substance taking into account the background radiation of the plasma, calculation by analytical signals received after their single-frame sort level, total intensity of the analytical spectral line of the determined chemical element; taking into account the signals of all the obtained spectra of virtual microwaves of the studied comparison sample, the construction of calibration graphs of chemical elements using the calculated total intensities of the spectral analytical lines of the determined chemical elements in the comparison samples, taking spectra of the test substance from the spectra, sorting of the analytical signals of the micronarings of the studied substance taking into account the background, calculation the total intensities of the spectral lines of the determined chemical elements, taking into account of all virtual micronastings of the substance under investigation, determination of the "conditional contents" of chemical elements that are part of the analyzed sample of substances using the built-in calibration graphs, calculation of the actual contents of chemical elements in the substance under study according to the "ratio of conditional contents", which assumes that the sum all the content of chemical elements in the test substance should be 100%, the calculation of the chemical elemental contents that make up the mic the weighed portions of the substance and individual foreign phase particles, the determination of the element-wise and phase inhomogeneity of the substance by the contents of chemical elements in the micronews of the substance, iterative calculation of the contents of chemical elements in the substance, in which analytical signals of the foreign phases are excluded and the characteristics of the substance without foreign phases are calculated, the substances are diagnosed using comparisons percentages of chemical elements in the test substance with percentages of these elements in known substances, as well as an assessment of the quality of the test substance (see the journal "Factory Laboratory. Diagnostics of materials", Assessment of the heterogeneity of a substance using the integral-scintillation spectral method of investigation, vol. 77, No. 5, Apolitsky V.N., pp. 3-9, 2011, prototype).

Недостатками известных интегрально-сцинтилляционных способов исследования вещества с введением его в плазму (аналогов и прототипа) является невысокая точность определения содержаний химических элементов в веществах, определение небольшого числа фазовых характеристик веществ.The disadvantages of the known integrated scintillation methods for studying a substance with its introduction into plasma (analogues and prototype) is the low accuracy of determining the contents of chemical elements in substances, the determination of a small number of phase characteristics of substances.

Целью данного предложения является повышение правильности и точности характеристик вещества и одновременное получение дополнительных его характеристик.The purpose of this proposal is to increase the accuracy and accuracy of the characteristics of the substance and at the same time to obtain additional characteristics.

Поставленная цель достигается за счет того, что согласно интегрально-сцинтилляционному способу исследования вещества с введением его в плазму, включающему переведение вещества в порошковое состояние, съемку с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрометра спектров известных веществ и образцов сравнения, близких по химическому составу к исследуемому веществу, с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей (микронавесок), путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров с временем накопления спектральных сигналов в кадре меньшем удвоенной длительности сцинтилляционных импульсов отдельных частиц вещества, попадающих в плазму, калибровку («профилирование») шкалы спектрометра по спектрам известных веществ, нахождение местоположения спектральных аналитических линии и фона вблизи этих линии в зарегистрированных спектрах веществ, покадровую сортировку аналитических сигналов, полученных при исследовании виртуальных микронавесок вещества с учетом фона, расчет по аналитическим сигналам, полученных после их покадровой сортировки, суммарной интенсивности аналитической спектральной линии определяемого химического элемента с учетом сигналов всех полученных спектров виртуальных микронавесок исследованного образца сравнения, построение градуировочных графиков химических элементов с использованием рассчитанных суммарных интенсивностей спектральных аналитических линий определяемых химических элементов в образцах сравнения, проведение съемки спектров исследуемого вещества, сортировку аналитических сигналов микронавесок исследуемого вещества с учетом фона, расчет суммарных интенсивностей спектральных линий определяемых химических элементов с учетом всех виртуальных микронавесок исследуемого вещества, определение по суммарным интенсивностям с использованием построенных градуировочных графиков «условных содержаний» химических элементов, входящих в состав анализируемой навески вещества, расчет реальных содержаний химических элементов в исследуемом веществе по «соотношению условных содержаний», при котором предполагается, что сумма всех содержаний химических элементов в исследуемом веществе составляет 100%, расчет содержаний химических элементов в отдельных микронавесок вещества и отдельных инородных фазовых частиц, определение поэлементной и фазовой неоднородность вещества по содержаниям химических элементов в микронавесках вещества, итерационный расчет содержаний химических элементов в веществе, при котором исключают аналитические сигналы инородных фаз и производят расчет характеристик вещества без инородных фаз, сравнение процентных соотношений содержаний химических элементов в изучаемом веществе с процентными соотношениями их в известных веществах, а также оценку качества исследуемого вещества, после калибровки (профилирования) измерительной шкалы интегрально-сцинтилляционного спектрометра осуществляют покадровую съемку спектров одинаковых аналитических навесок образцов сравнения с большим содержанием определяемых химических элементов, но не большим, чем содержания, при котором наблюдается реабсорбция спектральных линии определяемых элементов, проводят покадровую регистрацию аналитических фоновых сигналов электронной схемы спектрометра без горения плазмы и с плазмой без введения в нее вещества и с введением вещества, рассматривают покадровые зарегистрированные спектры, в которых присутствуют и отсутствуют аналитические линии определяемых элементов, с целью правильного отыскания местоположения фона вблизи аналитической спектральной линии определяемого элемента, выбирают покадровый участок спектра так, чтобы величина фона на этом участке спектра была близка к величине фона, находящегося под аналитической линией, при этом величину фона на выбранном участке спектра находят и рассчитывают так же, как величину аналитического сигнала спектральной линии определяемого химического элемента по максимальному значению аналитического сигнала на выбранном участке спектра, с использованием измерительной шкалы спектрометра определяют максимальную величину разброса флуктуаций фона («пороговый сигнал») путем наблюдения изменений величин покадровых фоновых аналитических сигналов, зарегистрированных в кадрах без горения плазмы, с введения вещества в плазму и без его введения, величину «порогового сигнала» выбирают больше максимального разброса флуктуаций фона, определяют величину аналитического сигнала на спектральной линии определяемого химического элемента по максимальному значению аналитического сигнала на выбранном участке спектра, из этой величины вычитают величину фона, расположенного рядом со спектральной линией определяемого элемента, и выбранный «пороговый сигнал», рассчитанную величину используют в качестве основного полезного сигнала, по которому осуществляют покадровую сортировку полезных аналитических спектральных сигналов образцов сравнения, и производят расчет суммарной интенсивности аналитической линии определяемых элементов с учетом всех микронавесок вещества, построение градуировочных графиков химических элементов осуществляют в простых координатах, по оси абсцисс откладывают содержания химического элемента в образцах сравнения, а по оси ординат величину суммарной интенсивности аналитического сигнала спектральной линии определяемого элемента в образце сравнения с учетом фона и его флуктуаций Iэл.ср.=Σ(Iэл.ф.-Iпр. сиг), градуировочные графики должны исходить из начала координат в виде прямой, проходящей через экспериментальные точки образцов сравнения, в которых имеются относительно большим содержания определяемых элементов, контроль правильности построенных градуировочных графиков осуществляют с использованием спектров холостых проб и контрольных образцов сравнения, зарегистрированных в разное время, после построения градуировочных графиков осуществляют съемку покадровых спектров исследуемого вещества, используя любые аналитические навески исследуемого вещества или частиц без их взвешивания, проводят покадровую сортировку аналитических сигналов исследуемых веществ с учетом фона и ранее полученного «порогового сигнала» подобно тому, как это делалось в случае сортировки сигналов образцов сравнения, по которым проводят расчет характеристик вещества. Определение тех или иных характеристик веществ осуществляют в зависимости от необходимости решения конкретных задач. Для определения правильности, точности исследований и предела обнаружения химических элементов используют нахождение полезных аналитических сигналов определяемых химических элементов, производя просмотр покадровых спектров виртуальных микронавесок исследуемого вещества на экране монитора, при котором оценивают величину аналитического сигнала, его форму и количество кадров, в которых наблюдается полезный сигнал. С целью определения дополнительных фазовых характеристик исследуемого вещества и более точного выявления инородных фаз при съемке спектров образцов сравнения берут одинаковые аналитические навески веществ массой 100 мг, а при построении в простых координатах градуировочных графиков по оси абсцисс откладывают величину массы в мг химического элемента, находящуюся в 100 мг навеске используемого образца сравнения, при осуществлении итерационного расчета исключают сигналы матричных элементов и элементов, находящихся в рассеянной фазовой форме, за счет осуществления покадровых вычетов из аналитических спектральных сигналов определяемых элементов, полученных с учетом фона и «порогового сигнала», рассчитанных до итерационного расчета, аналитических спектральных сигналов определяемых элементов, полученных с учетом фона и «порогового сигнала», полученных после итерационного расчета, при этом величины рассчитанных вычетов используют в качестве основных сигналов, по которым производят расчет процентных соотношения определяемых элементов в отдельных фазовых частицах, фазовую диагностику частиц, определение диаметров исследуемых частиц. Для повышения точности исследований длительность кадра делают такой, чтобы она была меньше удвоенной длительности спектрального сцинтилляционного импульса отдельной инородной частицы, попадающей в плазму, но не меньше длительности самого этого сцинтилляционного импульса. Предела обнаружения химических элементов в исследуемом веществе определяют с применением непараметрической статистики, используя пуассоновский закон распределения, по обнаружению двух частиц в исследуемой навеске вещества, при этом количественную оценку исследования оценивать в случае, если в исследуемом веществе находится более 25-30 частиц, содержащих определяемый элемент, с использованием параметрической статистике и градуировочных графиков, построенным в простых координатах, исходящих из начала координат. После получения характеристик вещества осуществляют исследование его с использованием других известных способов интегрально-сцинтилляционного исследования вещества с целью выявления правильности получения характеристик вещества. Способ применяют при интегрально-сцинтилляционном методе исследовании веществ в случае введения их в плазму способом испарения вещества из кратера электрода дуги в ее плазму.This goal is achieved due to the fact that, according to the integrated scintillation method for studying a substance with its introduction into a plasma, which includes converting the substance into a powder state, taking spectra of known substances and comparative samples similar in chemical composition to the test substance using an integral scintillation spectrometer, with virtual dividing the test substance into a large number of parts (microweights), through periodic intermittent synchronous short-term nuclear detection of the spectral radiation of the plasma of the spectral excitation source with the accumulation time of spectral signals in the frame shorter than the double scintillation pulses of individual particles of the substance entering the plasma, calibration ("profiling") of the spectrometer scale from the spectra of known substances, finding the location of the spectral analytical lines and the background near these lines in the recorded spectra of substances, frame-by-frame sorting of analytical signals obtained in the study of virtual mic material shifts taking into account the background, calculation by analytical signals obtained after their frame-by-frame sorting, the total intensity of the analytical spectral line of the determined chemical element, taking into account the signals of all the obtained spectra of virtual microwaves of the investigated comparison sample, the construction of calibration graphs of chemical elements using the calculated total intensities of spectral analytical lines defined chemical elements in comparison samples, spectrum shooting into the test substance, sorting the analytical signals of the test substance microwaves taking into account the background, calculating the total intensities of the spectral lines of the determined chemical elements taking into account all virtual microwaves of the test substance, determining the total intensities using the constructed calibration graphs of the “conditional contents” of chemical elements that are part of the analyzed samples of the substance, calculation of the actual contents of chemical elements in the test substance according to the “ratio conditional contents ”, in which it is assumed that the sum of all the contents of chemical elements in the test substance is 100%, the calculation of the contents of chemical elements in individual micro-particles of a substance and individual foreign phase particles, the determination of element-wise and phase heterogeneity of a substance from the contents of chemical elements in micro-particles of a substance, iterative calculation of the content of chemical elements in the substance, in which analytical signals of foreign phases are excluded and the characteristics of the substance are calculated b of foreign phases, comparing the percentage ratios of the chemical elements in the test substance with their percentages in known substances, as well as assessing the quality of the test substance, after calibrating (profiling) the measuring scale of the integrated scintillation spectrometer, the spectra of identical analytical weights of comparison samples are shot frame-by-frame the content of the determined chemical elements, but not greater than the content at which reabsorption of spectral of detected elements, frame-by-frame registration of analytical background signals of the electronic circuit of the spectrometer without plasma burning and with plasma without introducing a substance into it and with the introduction of a substance is considered, the frame-by-frame recorded spectra in which there are no analytical lines of the detected elements in order to correctly find the background location near the analytical spectral line of the element being determined, choose a frame-by-frame section of the spectrum so that the background value in this section of the spectrum was close to the value of the background under the analytical line, while the background value in the selected region of the spectrum is found and calculated in the same way as the value of the analytical signal of the spectral line of the determined chemical element from the maximum value of the analytical signal in the selected region of the spectrum, using the spectrometer measuring scale determine the maximum spread of background fluctuations (“threshold signal”) by observing changes in the values of frame-by-frame background analytical signals, dawn the values of the “threshold signal” are chosen greater than the maximum spread of background fluctuations, the value of the analytical signal on the spectral line of the determined chemical element is determined from the maximum value of the analytical signal in the selected part of the spectrum, of this value, the value of the background located next to the spectral line of the element being determined is subtracted, and the selected “threshold signal”, the calculated value is used as as the main useful signal, according to which the useful analytical spectral signals of the comparison samples are sorted frame by frame, and the total intensity of the analytical line of the elements being determined is calculated taking into account all the micro-particles of the substance, calibration graphs of chemical elements are constructed in simple coordinates, the contents of the chemical element are plotted along the abscissa axis comparison samples, and along the ordinate axis the value of the total intensity of the analytical signal spectral inii element being determined in comparison with the background sample and its fluctuations Iel.sr. = Σ (Iel.f.-Ipr. sig), calibration graphs should come from the origin in the form of a straight line passing through the experimental points of the comparison samples, in which there are relatively large contents of the elements being determined, the correctness of the constructed calibration graphs is controlled using the spectra of blank samples and control comparison samples recorded at different times , after constructing calibration graphs, the frame-by-frame spectra of the analyte are taken using any analytical nav ski test substance or particles without weighing, sorting is carried out frame by frame analysis of analytes signals given background and the previously obtained "threshold signal" in the same way as was done in the case of comparison samples sorting signals on which calculation is performed agent characteristics. The determination of certain characteristics of substances is carried out depending on the need to solve specific problems. To determine the correctness, accuracy of studies and the detection limit of chemical elements, useful analytical signals of the determined chemical elements are used to find frame-by-frame spectra of virtual microwaves of the test substance on the monitor screen, in which the value of the analytical signal, its shape and the number of frames in which the useful signal is observed . In order to determine additional phase characteristics of the test substance and to more accurately identify foreign phases when taking spectra of comparison samples, identical analytical samples of substances weighing 100 mg are taken, and when plotting calibration curves along the abscissa axis, the mass value in mg of the chemical element, which is 100 mg of a sample of the used reference sample, during the iterative calculation, the signals of matrix elements and elements located in the diffuse phase are excluded In addition, by performing frame-by-frame deductions from analytical spectral signals of the determined elements obtained taking into account the background and the “threshold signal” calculated before the iterative calculation, analytical spectral signals of the determined elements obtained taking into account the background and the “threshold signal” obtained after the iterative calculation, the values of the calculated residues are used as the main signals, according to which the percentages of the determined elements in individual phase particles are calculated, fa a marketing diagnostic particles, determining the diameter of the particles under study. To increase the accuracy of studies, the frame duration is such that it is less than twice the duration of the spectral scintillation pulse of an individual foreign particle entering the plasma, but not less than the duration of this scintillation pulse itself. The detection limits of chemical elements in a test substance are determined using nonparametric statistics, using the Poisson distribution law, to detect two particles in a test sample of a substance, and the quantitative assessment of the study should be evaluated if there are more than 25-30 particles containing the determined element in the test substance using parametric statistics and calibration graphs constructed in simple coordinates starting from the origin. After obtaining the characteristics of the substance, it is studied using other known methods of integral scintillation studies of the substance in order to determine the correctness of obtaining the characteristics of the substance. The method is used in the integral-scintillation method to study substances in the case of their introduction into the plasma by the method of evaporation of the substance from the crater of the arc electrode into its plasma.

Сущность предлагаемого способа.The essence of the proposed method.

Для совершенствования современного производства и дальнейшего развития науки необходимо создавать более точные, чувствительные, детальные и дешевые методы исследования разнообразных веществ. К таким методам исследования можно отнести прямой атомный интегрально-сцинтилляционный спектральный метод исследования веществ. Этот метод обладает более высокой точностью и чувствительностью определения содержаний химических элементов в различных веществах. Он позволяет кроме содержаний химических элементов в веществах определять и его фазовые характеристики. Изучение веществ с использования интегрально-сцинтилляционного метода исследования показали, что все вещества состоят из матричных фазовых частиц и инородных фазовых частиц, химический состав которых существенно отличается от состава частиц матрицы. Изучение форм нахождения химических элементов в веществах позволяет получать дополнительные, важные технологические характеристики вещества, которые дают возможность осуществлять надежную идентификацию, диагностику и оценку качества вещества, а также контроль производства.To improve modern production and the further development of science, it is necessary to create more accurate, sensitive, detailed and cheap methods for studying a variety of substances. Such research methods include the direct atomic integrated scintillation spectral method for the study of substances. This method has higher accuracy and sensitivity in determining the contents of chemical elements in various substances. It allows, in addition to the contents of chemical elements in substances, to determine its phase characteristics. The study of substances using the integrated scintillation method of research showed that all substances consist of matrix phase particles and foreign phase particles, the chemical composition of which differs significantly from the composition of the matrix particles. Studying the forms of the presence of chemical elements in substances allows one to obtain additional, important technological characteristics of the substance, which make it possible to carry out reliable identification, diagnostics, and assessment of the quality of the substance, as well as production control.

Многочисленные исследования показывают, что точность и чувствительность прямых атомных эмиссионных спектральных методов анализа порошковых веществ существенно зависит от правильности определения величины интенсивности фона вблизи аналитических спектральных линий определяемых химических элементов и построения градуировочных графиков химических элементов по образцам сравнения. Обычно градуировочные графики представляют сложную кривую, построенную в логарифмических координатах по большому числу экспериментальных точек. Особенно труден процесс построения кривой в области определения низких содержаний химических элементов в веществе. В этом случае правильность построения кривой зависит от правильности нахождения местоположения фона в спектре, оценки величины сигнала самого фона и его флуктуаций, от случайных и неслучайных загрязнений вещества при подготовки его к исследованию и в процессе его исследования, от неточности паспортных значений содержаний химического элемента в образцах сравнения при малых содержаниях элементов в них, от неоднородности образцов. Использование нового интегрально-сцинтилляционного метода исследования вещества с делением навески исследуемого вещества на малые виртуальные части, за счет короткого покадрового накопления аналитических сигналов, позволило четко наблюдать молекулярную структуру фонового излучения плазмы и обнаружить существенные непредсказуемые флуктуации фона, связанные с шумами электронной схемы спектрометра. Это дает основание для нахождение фона вблизи спектральной линии и оценки его величины использовать структуру молекулярного фона с учетом не только величины фона, находящегося под аналитической линией, но и с учетом его флуктуаций. Это позволяет исключить искривление градуировочных графиков при малых содержаниях химических элементов в веществах.Numerous studies show that the accuracy and sensitivity of direct atomic emission spectral methods for the analysis of powder substances substantially depends on the correctness of determining the magnitude of the background intensity near the analytical spectral lines of the determined chemical elements and the construction of calibration graphs of chemical elements from comparison samples. Typically, calibration plots represent a complex curve plotted in logarithmic coordinates over a large number of experimental points. The process of constructing a curve in the field of determining low contents of chemical elements in a substance is especially difficult. In this case, the correctness of the construction of the curve depends on the correctness of finding the location of the background in the spectrum, estimating the magnitude of the signal of the background itself and its fluctuations, on random and non-random contaminants of the substance when preparing it for the study and in the process of studying it, on the inaccuracy of the passport values of the contents of the chemical element in the samples comparisons at low contents of elements in them, from the heterogeneity of the samples. The use of the new integral-scintillation method for studying the substance with dividing a sample of the test substance into small virtual parts, due to the short frame-by-frame accumulation of analytical signals, made it possible to clearly observe the molecular structure of the background radiation of the plasma and to detect significant unpredictable background fluctuations associated with the noise of the spectrometer electronic circuit. This gives reason to find the background near the spectral line and estimate its magnitude to use the molecular background structure taking into account not only the magnitude of the background under the analytical line, but also taking into account its fluctuations. This eliminates the distortion of calibration graphs at low contents of chemical elements in substances.

Предлагается для более точного построения градуировочных графиков строить их в простых координатах (Iан.эл, Сер.эл). В этом случаи градуировочный график, построенный в простых координатах, должен проходить через начало координат. Что существенно упрощает и уточняет построение градуировочных графиков. График может быть построен в этом случае без использования неоднородных образцов сравнения, в которых имеются низкие содержания химических элементов. Он строится только по образцам сравнения, в которых содержания определяемых химических элементов относительно большое, когда влияние фона на правильность построения графика ничтожно. При этом точность определения низких содержаний химических элементов в исследуемых веществах в основном зависит не от точности построения калибровочного графика, а от правильного учета фона и его флуктуаций при расчете величин полезных аналитических спектральных сигналов исследуемых веществ. Особое значение при этом имеет выбор местонахождения и оценка величины самого фона, расположенного вблизи аналитической линии определяемого элемента. Исследования показали также, что результаты исследований искажаются за счет неправильного учета фона, расположенного под аналитической спектральной линией определяемого элемента. Это связано с тем, что аналитический сигнал на месте аналитической линии определяется по максимальной величине сигнала, а фон вблизи спектральной линии определяется по минимальной величине сигнала. Если в исследуемом веществе отсутствует определяемый элемент, то измеряемая величина фон на месте аналитической линии по максимальному сигналу будет всегда больше, чем величина фон, измеряемая на выбранном участке спектра, по минимальной величине сигнала. Для правильного учета фона необходимо измерять фон на выбранном участке спектра так же, как это делается при измерении аналитического сигнала спектральной аналитической линии определяемого элемента с поиском местоположения и измерении величины аналитического сигнала по максимальной амплитуде сигнала на выбранном спектральном участке. В этом случае градуировочный график проходит через начало координат. Это позволяет более точно исключать наложение молекулярного фона на спектральные аналитические линии определяемых элементов и найти максимальную величину разброса флуктуаций фона - «пороговый сигнал», путем наблюдения за флуктуациями фона в кадровых спектрах на экране дисплея, зарегистрированных при горящей плазме источника возбуждения спектров и без нее. В процессе покадровой сортировки сигналов из полученных аналитических спектральных сигналов химического элемента с учетом фона вычитают найденный «пороговый сигнал». Полученную разность используют для расчетах как содержаний определяемых химических элементов веществе, так и его виртуальных микронавесках при различных характеристик вещества.It is proposed for more accurate construction of calibration graphs to build them in simple coordinates (Ian.el, Ser.el). In this case, a calibration graph constructed in simple coordinates must pass through the origin. Which greatly simplifies and clarifies the construction of calibration graphs. A graph can be constructed in this case without the use of heterogeneous reference samples in which there are low levels of chemical elements. It is built only on reference samples, in which the content of the determined chemical elements is relatively large, when the influence of the background on the correctness of the graph is negligible. Moreover, the accuracy of determination of low contents of chemical elements in the substances under study mainly depends not on the accuracy of constructing a calibration graph, but on the correct consideration of the background and its fluctuations when calculating the values of useful analytical spectral signals of the substances under study. Of particular importance in this case is the choice of location and estimation of the value of the background itself, located near the analytical line of the element being determined. Studies have also shown that research results are distorted due to incorrect accounting of the background located under the analytical spectral line of the element being determined. This is due to the fact that the analytical signal at the location of the analytical line is determined by the maximum value of the signal, and the background near the spectral line is determined by the minimum value of the signal. If there is no detectable element in the test substance, then the measured background value at the place of the analytical line for the maximum signal will always be greater than the background value measured in the selected part of the spectrum for the minimum signal value. In order to correctly take into account the background, it is necessary to measure the background in the selected part of the spectrum in the same way as when measuring the analytical signal of the spectral analytical line of the element being determined, finding the location and measuring the value of the analytical signal from the maximum signal amplitude in the selected spectral section. In this case, the calibration graph passes through the origin. This makes it possible to more accurately exclude the overlap of the molecular background on the spectral analytical lines of the elements being determined and to find the maximum spread of background fluctuations — the “threshold signal” —by observing the background fluctuations in the frame spectra on the display screen recorded with and without a burning plasma source of the excitation spectra. In the process of frame-by-frame sorting of signals from the obtained analytical spectral signals of a chemical element, taking into account the background, the found “threshold signal” is subtracted. The resulting difference is used for calculating both the contents of the determined chemical elements of a substance and its virtual micro-weights for various characteristics of the substance.

Способы получения различных характеристик веществ с использованием нового интегрально-сцинтилляционного элементно-фазового метода исследования вещества изложены в прототипе и аналогах, в опубликованных статьях и патентах. Поэтому они детально не рассматриваются в случае предлагаемого способа.Methods for obtaining various characteristics of substances using the new integral-scintillation elemental-phase method for studying substances are described in the prototype and analogues in published articles and patents. Therefore, they are not considered in detail in the case of the proposed method.

Примеры конкретной реализации предлагаемого способа.Examples of specific implementations of the proposed method.

Пример 1. Необходимо оценить качество известных искусственных стандартных образцов, изготовляемых Бронницкой экспедицией ИМГРЭ, серия «Гранит», состоящей из 6 образцов, содержащих различные химические элементы.Example 1. It is necessary to evaluate the quality of known artificial standard samples manufactured by the Bronnitsky expedition IMGRE, a series of "Granite", consisting of 6 samples containing various chemical elements.

При проведении исследований использовался интегрально-сцинтилляционный спектрометр «Спектроплазма-3» (см. аналоги и прототип) с подачей порошкового вещества с использованием «просыпки-вдувания» порошка вещества в плазму 3х-полусной дуги постоянного тока с двумя анодными и одним катодным электродом, который был создан на базе спектрографа СТЭ-1 с применением 9 ПЗС-линеек. Длительность накопления аналитических сигналов в кадре составляла менее 100 мс. Спектрометр позволяет определять более 50 химических элементов в широком диапазоне содержаний химических элементов в матрицы и инородных фазах. При проведении анализов веществ использовались образцы сравнения, имеющие различную матрицу (известные искусственные стандартные образцы типа «Гранит», «Ультраосновная порода» и др., изготовленные в Бронницкой экспедиции), и «холостые» пробы, в которых отсутствуют определяемые химические элементы.During the research, the Spectroplasma-3 integrated scintillation spectrometer (see analogues and prototype) was used with the supply of the powder substance using the “sprinkling-blowing” powder of the substance into the plasma of a 3-pole DC arc with two anode and one cathode electrode, which was created on the basis of the STE-1 spectrograph using 9 CCD arrays. The duration of the accumulation of analytical signals in the frame was less than 100 ms. The spectrometer allows you to determine more than 50 chemical elements in a wide range of chemical elements in the matrix and foreign phases. When conducting analyzes of substances, comparison samples were used, which had a different matrix (known artificial standard samples such as “Granite”, “Ultrabasic rock”, etc., made in the Bronnitsky expedition), and “blank” samples in which there were no detectable chemical elements.

Исследование веществ начинают с их подготовки к исследованию, с переведения вещества в порошковое состояние с крупностью частиц менее 500 мкм. Для этого используют измельчение твердых веществ или высушивания жидкостей и измельчение их сухих остатков. Далее осуществляют съемку спектров известного вещества с целью осуществления калибровки (профилирования) измерительной шкалы спектрометра. После калибровки измерительной шкалы интегрально-сцинтилляционного спектрометра проводят покадровую съемку спектров известных веществ, образцов сравнения и исследуемых веществ с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей (микронавесок), путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров с временем накопления спектральных сигналов в кадре меньшем удвоенной длительности сцинтилляционных импульсов отдельных частиц вещества, попадающих в плазму.The study of substances begins with their preparation for the study, with the conversion of the substance into a powder state with a particle size of less than 500 microns. For this, grinding of solids or drying of liquids and grinding of their solids is used. Then carry out the shooting of the spectra of a known substance in order to calibrate (profiling) the measuring scale of the spectrometer. After calibrating the measuring scale of the integrated scintillation spectrometer, the spectra of known substances, comparison samples, and test substances are frame-by-frame taken with a virtual division of the test substance into a large number of parts (microarrays) by periodic intermittent synchronous short-term frame-by-frame registration of the spectral radiation of the spectral excitation source plasma with the accumulation time spectral signals in a frame shorter than double the duration of scintillation pulses individual particles of a substance that enter the plasma.

Как показали исследования точность и чувствительность интегрально-сцинтилляционного метода исследования существенно зависят от правильности нахождения в покадровых спектрах местоположения спектральной аналитической линии определяемого элемента и местоположение фона вблизи этой линии. На Фиг. 1 представлены 4 покадровых спектра виртуальных микронавесок (показана зависимость интенсивности излучения плазмы Iл, усл. ед. от длины волны в диапазоне длин волн от 267 до 268 нм) вещества, содержащего небольшие количество золота. Интегрально-сцинтилляционный метод исследования позволяет осуществить покадровую регистрацию спектров сотен виртуальных микронавесок вещества с небольшой длительностью кадров, меньшей 100 мс. Это позволяет уменьшить более чем в 100 раз фон в спектре кадра, не изменяя величину полезного сцинтилляционного сигнала, так как длительность его меньше времени длительности кадра. Это позволяет не только регистрировать отдельные сцинтилляционные сигналы инородных частиц вещества в отдельных кадрах, но и обнаружить молекулярное спектральное излучение плазмы и отдельные молекулярные полосы в спектрах микронавесок. На Фиг. 1 в спектрах видны сцинтилляционные сигналы различных химических элементов, в том числе и небольшой сцинтилляционный I аналитический сигнал спектральной линии золота (267,596 нм) (см. Фиг. 1в). При этом явно наблюдается наложение на эту линию фоновой молекулярной полосы излучаемой плазмой, искажающей сигнал золота. Обычно рекомендуется определять местонахождения фона по минимальному сигналу фона на выбранном участке спектра (см. на Фиг. 1, эти места отмечены снизу спектра кругляшками), а местоположение аналитической линии определять по максимальному сигналу на выбранном участке спектра (см. на Фиг. 1 - эти места в спектрах отмечены сверху треугольниками). Из-за различия способа нахождения сигнала фона Iф (по минимуму) и сигнала аналитической линии определяемого элемента Iэл.л (по максимуму) могут наблюдаться существенные искажения исследований при малых содержаний элементов в веществе. Для более правильного отыскания фона предлагается выбирать участок спектра не по минимальной величине сигнала на выбранном участке, а по максимальному сигналу фона на выбранном участке спектра так, чтобы величина фона была близка к величине фона, находящегося под аналитической линией. При этом величину фона на выбранном участке спектра находят и рассчитывают так же, как величину аналитического сигнала спектральной линии определяемого химического элемента по максимальному значению аналитического сигнала на выбранном участке спектра. Выполнение этих условий позволяет правильно учитывать молекулярный фон под аналитической линией элемента как в случае наложения молекулярной полосы на линию, так и без нее. При этом в рассматриваемом случае правильно в качестве фона выбрать рядом с аналитической линией элемента молекулярную полосу, подобную молекулярной полосе, находящейся под аналитической линией. Проведенные исследования показывают, что молекулярная структура фона в спектрах исследуемых веществ зависит от химического состава исследуемых веществ. На Фиг. 2 представлены покадровые спектры плазмы угольной 3-полюсной дуги без введения в нее вещества (см. фиг. 2а, б) и при введении в нее порошка кварца (см. в, г). В случае угольной дуги характерная структура молекулярного фона практически не наблюдается, а при введении кварца в плазму явно возрастает величина фона плазмы и проявляется характерная молекулярная структура фона в спектрах зарегистрированных кадров, при этом величина фона изменяется от кадра к кадру, т.е. зависит от номера кадра. Это требует покадрового учета фона, что повышает правильность и точность исследований. Подобная характерная структуре фона, наблюдающаяся и на Фиг. 1. Покадровый учет фона позволяет надежней обнаружить наложение молекулярных полос на аналитические спектральные линии и правильно выбрать местоположения фона и его величину. В некоторых случаях найти фон равный фону под аналитической линией сложно, в этом случае можно использовать экспериментальный коэффициент, на который умножают выбранный фон, чтобы он был более близким к фону расположенному под аналитической линией определяемого элемента (как это делается в случае при учете наложения спектральных линий различных элементов друг на друга). После нахождения величины фона и величины аналитического сигнала аналитической спектральной линии определяемого элемента проводят покадровый расчет величины интенсивности аналитического спектрального сигнала определяемого элемента с учетом фона 1к.эл.=Iэл,л-Iф. Исследования показали, что правильность и точность исследований существенно зависит не только от величины найденного фона в кадре, но и от флуктуации покадрового фонового излучения. Для обнаружения этих флуктуаций необходимо провести покадровую съемку спектров плазмы без введения в нее вещества, съемку спектров с введением в плазму «холостых проб» и съемку «спектров» фона электронной схемы спектрометра без горения плазмы. На Фиг. 3а представлен вид покадровых спектров фона плазмы без введения в нее вещества, зарегистрированных на трех ПЗС-линейках. В случае осуществления регистрации сигналов на различных линейках величина фоновых флуктуаций примерно одинакова и составляет величину меньшую 10 делений шкалы спектрометра. На Фиг. 3(б, в) показана более детальная структура этого фона в области длин волн от 267 нм до 268 нм в двух разных кадрах. Величина сигналов в этих спектрах изменяется хаотично (непредсказуемо), не наблюдается связь флуктуаций и с величиной самого молекулярного фона, при этом четко наблюдается разброс (флуктуации) сигналов фона с величиной меньшей 10 делений шкалы спектрометра. С целью понимания природы (происхождения) этих флуктуаций были проведены эксперименты, при которых световой поток, исходящий из плазмы, ослаблялся нейтральным ослабителем (сеткой). На Фиг. 4 приведены спектры плазмы, зарегистрированные с помощью 3 ПЗС-линеек, без ослабления потока (а) и при его ослаблении (б). В случае ослабления потока величина интенсивности молекулярного фона и спектральных линий элементов снижаются в три раза, а флуктуации фона остаются практически не изменяемыми (см. средний спектр - флуктуации), т.е. регистрируемые флуктуации не связаны с плазмой источника возбуждения спектров. На Фиг. 5 представлены спектры фоновых сигналов только электронной схемы спектрометра, которые были получены без горения плазмы, зарегистрированные с помощью 6 ПЗС-линеек в диапазоне длин волн от 240 нм до 560 нм. Наблюдается характерный вид фоновых спектральных сигналов, одинаковый для всех ПЗС-линеек, максимальная величина сигналов в спектрах изменяется от -5 до +5 делений шкалы спектрометра с максимальным разбросом сигналов в 10 дел. При этом изменения сигналов фона носит случайный характер. Сравнение детальной структуры флуктуаций покадровых сигналов, полученных при съемке спектра плазмы дуги без введения в нее вещества (см. Фиг. 3б, в), со структурой сигналов фона электронной схемы спектрометра, которая представлена на Фиг. 6, позволяет считать, что по природе происхождения и по характеру флуктуаций сигналов близки. Аналитические сигналы фона электронной схемы спектрометра имеют значительную величину и могут существенно изменять (искажать) результаты исследования и изменять вид градуировочных графиков при определении малых содержаний элементов в веществе. С целью повышения правильности, точности и чувствительности интегрально-сцинтилляционных исследований предлагается после расчета величины интенсивности сигнала аналитической линии определяемого элемента с учетом фона, определить по измерительной шкале спектрометра максимальную величину разброса флуктуаций фона («пороговый сигнал») Iпор.сиг. путем наблюдения изменений величин покадровых фоновых аналитических сигналов, зарегистрированных в кадрах без горения плазмы, с введения вещества в плазму и без его введения, при этом величину «порогового сигнала» выбирают больше максимального значения разброса флуктуаций фона по рассмотренным покадровым спектрам. Величина «порогового сигнала» фона Iпор.сиг зависит от используемой конструкции электронной схемы спектрометра. Поэтому для уменьшения влияния флуктуаций фона на результат исследования необходимо снижать шумы электронной схемы спектрометра, например, за счет выбора светочувствительных элементов и их охлаждения. Величина «порогового сигнала» Iпор.сиг зависит от используемой конструкции электронной схемы спектрометра. По этому для уменьшения влияния флуктуаций фона на результат исследования необходимо снижать шумы электронной схемы спектрометра, например, за счет выбора светочувствительных элементов и их охлаждения, В нашем случае, величина «порогового сигнала» оказалась Iпор.сиг.=10 усл. ед. шкалы спектрометра. Величина «порогового сигнала» практически не меняется при длительной работе спектрометра. После определения «порогового сигнала» осуществляют покадровую сортировку аналитических сигналов образцов сравнения, в процессе покадровой сортировки из величины аналитического сигнала определяемого химического элемента с учетом фона вычитают выбранную величину «порогового сигнала» Iк.эл.ф.=Iк.эл.-Iпор.сиг, далее полученную разность используют в качестве основного аналитического сигнала определяемого элемента. Результат процесса сортировки аналитических сигналов различных химических элементов при использовании предлагаемого способа и способа, используемого в прототипе, при исследовании искусственного стандартного образца «Гранит» №2, представлен на «временных покадровых развертках» (см. Фиг. 7 и 8). На этих фигурах приведены зависимости величин интенсивностей аналитических спектральных сигналов различных химических элементов (Iк.эл.ф. и Iк.эл) от времени попадания частиц, содержащих определяемый элемент, в плазму t (или от номера № зарегистрированного спектрального кадра). В случае предлагаемого способа (см. Фиг. 7) по сравнению с прототипом (см. Фиг. 8) величина полезных аналитических сигналов, за счет более правильного нахождения местоположения фона и учета флуктуаций фона, уменьшается, при этом число полезных аналитических сигналов (больших нуля) существенно снижается, сигналы меньшие нуля при расчетах не используется. После покадровой сортировки сигналов осуществляют расчет суммарных интенсивностей аналитических линии определяемых элементов с учетом всех микронавесок исследуемого образца сравнения.. После расчета суммарных интенсивностей спектральных линий элемента Iэл.об.ср=Σ(Iк.эл.ф.об.ср.) в исследуемых образцах сравнения осуществляют построение, градуировочных графиков химических элементов. В силу детального учета фона и его флуктуаций при расчете Iэл.об.ср оказалось возможным градуировочные графики строить в простых координатах, по оси абсцисс откладывают содержания химического элемента в образцах сравнения (Сэл.об.ср,), а по оси ординат суммарную величину аналитического сигнала спектральной линии определяемого элемента с учетом величины фона и его флуктуаций (Iэл.об.ср,) (см. Фиг. 9, 10). За счет тщательного, правильного учета фона и его флуктуаций, градуировочные графики химических элементов исходят из начала координат виде прямой линии, наклон которой зависит от экспериментально полученных аналитических сигналов образцов сравнения. Для повышения правильности, точности исследований рационально использовать при построении графиков образцы сравнения с большими содержаниями определяемых химических элементов, но не большим, чем содержания, при котором начинается реабсорбция спектральной линии определяемого элемента. Такой способ построения графиков позволяет повысить точность и чувствительность исследований. В качестве образца сравнения нами используется длительное время только один стандартный искусственные образец №5 стандарта серии «Гранит», при использовании которого реабсорбция спектральных линий обычно еще не наблюдается. Контроль правильности и корректировка построенных градуировочных графиков осуществляют с использованием спектров холостых проб и веществ с известным содержаниями элементов, полученных в разное время. Это позволяет использовать градуировочные графики длительное время. При съемке спектров образцов сравнения рационально использовать наиболее удобную аналитическую навеску образца сравнения равную 100 мг, которая позволяет определять по построенным градуировочным графикам (см. фиг. 9) как процентное содержания определяемых элементов, так и массу определяемого элемента в мг в виртуальных микронавесок вещества и отдельных инородных фазовых частицах. Это позволяет рассчитывать дополнительных фазовые характеристик вещества. После построения градуировочных графиков осуществляют покадровую съемку спектров исследуемого вещества при этом можно использовать любые аналитические навески исследуемого вещества или отдельных частиц без их взвешивания. После получения покадровых спектров исследуемого вещества, подобно тому, как это делалось при расчете суммарной интенсивности спектральной аналитической линии определяемого элемента в образцах сравнения с использованием покадровой сортировки сигналов с учетом фона и выбранного «порогового сигнала», осуществляют расчет суммарной покадровой интенсивности спектральной аналитической линии определяемого элемента исследуемого вещества Iэл.в=Σ(Iк.эл.ф.в) Далее с использованием имеющихся градуировочных графиков, построенных по образцам сравнения близких по составу к исследуемому веществу, рассчитывают «условные содержания» матричных и инородных химических элементов в исследуемом веществе, а за тем их реальные содержания по «соотношению условных содержаний» элементов веществе. Если полученный матричный химический состав исследуемого вещества близок к составу образцов сравнения, по которым строились выбранные градуировочные графики, то производят расчет содержаний химических элементов в виртуальных микронавесках вещества и отдельных фазовых частицах микронавесок вещества. В случае, если матричный состав вещества существенно отличается от состава образцов сравнения, с помощью которых строились использованные градуировочный график, то выбирают из имеющихся градуировочных графиков графики, который строились по образцам сравнения близким по составу к исследуемому веществу. При этом осуществляют повторный расчет всех химических элементов в исследуемом веществе, его виртуальных микронавесках и отдельных фазовых частицах. В таблице 1 приведены полученные предлагаемым интегрально-сцинтилляционным способом содержания химических элементов матрицы и элементов инородных фаз в 5 стандартных искусственных образцах «Гранит» №1-№5. В таблице приводятся результаты исследования двух параллельных навесок каждого из стандартных образцов. Паспортные содержания химических элементов и их оксидов в стандартных образцах «Гранита» приведены в таблице 2. Паспортные данные образцов «Гранита» в большинстве случаев в пределах допустимых погрешностей совпадают с полученными результатами (см. Таблица 1 и 2). Конечно, с уменьшением содержаний химических элементов точность результатов анализов снижается, но это в первую очередь связана с поэлементной неоднородностью исследуемых веществ.As studies have shown, the accuracy and sensitivity of the integrated scintillation method of research depends significantly on the correctness of the location of the spectral analytical line of the element being determined in the single-frame spectra and the background location near this line. In FIG. Figure 1 presents 4 frame-by-frame spectra of virtual micro-curtains (the dependence of the plasma radiation intensity Il, conventional units on the wavelength in the wavelength range from 267 to 268 nm) of a substance containing small amounts of gold is shown. The integrated scintillation method of research allows frame-by-frame recording of the spectra of hundreds of virtual micro-particles of a substance with a short frame duration of less than 100 ms. This allows you to reduce more than 100 times the background in the spectrum of the frame without changing the value of the useful scintillation signal, since its duration is less than the duration of the frame. This makes it possible not only to record individual scintillation signals of foreign particles of matter in separate frames, but also to detect the molecular spectral radiation of the plasma and individual molecular bands in the spectra of microwaves. In FIG. 1, the scintillation signals of various chemical elements are visible in the spectra, including the small scintillation I analytical signal of the gold spectral line (267.596 nm) (see Fig. 1c). In this case, an imposition of a background molecular band on the line of the emitted plasma distorting the gold signal is clearly observed. It is usually recommended to determine the location of the background by the minimum signal of the background in the selected part of the spectrum (see in Fig. 1, these places are indicated by circles in the bottom of the spectrum), and the location of the analytical line by the maximum signal in the selected part of the spectrum (see in Fig. 1 - these places in the spectra are marked with triangles on top). Due to the difference in the method of finding the background signal Iph (at the minimum) and the signal of the analytical line of the determined element Iel. (at the maximum), significant research distortions can be observed at low contents of elements in the substance. To find the background more correctly, it is proposed to select a portion of the spectrum not by the minimum signal in the selected portion, but by the maximum background signal in the selected portion of the spectrum so that the background is close to the background under the analytical line. In this case, the background value in the selected part of the spectrum is found and calculated in the same way as the value of the analytical signal of the spectral line of the determined chemical element from the maximum value of the analytical signal in the selected part of the spectrum. The fulfillment of these conditions makes it possible to correctly take into account the molecular background under the analytic line of the element, both in the case of superposition of the molecular band on the line and without it. In this case, in the case under consideration, it is correct to choose a molecular band similar to the molecular band located under the analytical line next to the analytical line of the element. Studies have shown that the molecular structure of the background in the spectra of the studied substances depends on the chemical composition of the studied substances. In FIG. Figure 2 shows the time-lapse spectra of the plasma of a coal 3-pole arc without introducing a substance into it (see Fig. 2a, b) and with the introduction of quartz powder into it (see c, d). In the case of a carbon arc, the characteristic structure of the molecular background is practically not observed, and when quartz is introduced into the plasma, the plasma background value clearly increases and the characteristic molecular background structure appears in the spectra of the recorded frames, while the background value changes from frame to frame, i.e. depends on the frame number. This requires frame-by-frame background accounting, which increases the accuracy and accuracy of studies. A similar characteristic background structure observed in FIG. 1. Frame-by-frame accounting of the background allows one to more reliably detect the overlap of molecular bands on the analytical spectral lines and correctly select the location of the background and its value. In some cases, it’s difficult to find a background equal to the background under the analytical line, in this case, you can use the experimental coefficient by which the selected background is multiplied so that it is closer to the background located under the analytical line of the element being determined (as is done in the case when taking into account the overlap of the spectral lines different elements on top of each other). After finding the magnitude of the background and the magnitude of the analytical signal of the analytical spectral line of the determined element, a frame-by-frame calculation of the intensity of the analytical spectral signal of the determined element is carried out taking into account the background 1k.el. = Iel, l-Iph. Studies have shown that the accuracy and accuracy of studies significantly depends not only on the magnitude of the found background in the frame, but also on fluctuations of the frame-by-frame background radiation. To detect these fluctuations, it is necessary to carry out frame-by-frame survey of the plasma spectra without introducing substance into it, surveying the spectra with the introduction of “blank samples” into the plasma, and surveying the “spectra” of the background of the electronic circuit of the spectrometer without plasma burning. In FIG. Figure 3a shows the type of frame-by-frame spectra of the plasma background without introducing into it substances recorded on three CCD arrays. In the case of registration of signals on different lines, the value of background fluctuations is approximately the same and is less than 10 divisions of the spectrometer scale. In FIG. Figure 3 (b, c) shows a more detailed structure of this background in the wavelength range from 267 nm to 268 nm in two different frames. The magnitude of the signals in these spectra changes randomly (unpredictably), there is no relation between fluctuations and the magnitude of the molecular background itself, while there is clearly a scatter (fluctuation) in background signals with a magnitude of less than 10 divisions of the spectrometer scale. In order to understand the nature (origin) of these fluctuations, experiments were carried out in which the light flux emanating from the plasma was attenuated by a neutral attenuator (grid). In FIG. Figure 4 shows the plasma spectra recorded using 3 CCD arrays without attenuation of the flow (a) and with its attenuation (b). In the case of a weakening of the flow, the intensity of the molecular background and spectral lines of the elements decreases three times, and the background fluctuations remain practically unchanged (see the average spectrum - fluctuations), i.e. the recorded fluctuations are not related to the plasma of the spectral excitation source. In FIG. Figure 5 shows the spectra of the background signals of only the electronic circuit of the spectrometer, which were obtained without burning plasma, recorded using 6 CCD arrays in the wavelength range from 240 nm to 560 nm. A characteristic form of background spectral signals is observed, the same for all CCD arrays, the maximum value of the signals in the spectra varies from -5 to +5 divisions of the spectrometer scale with a maximum signal spread of 10 divisions. In this case, changes in the background signals are random. Comparison of the detailed structure of fluctuations of the frame-by-frame signals obtained by shooting the spectrum of the arc plasma without introducing matter into it (see Fig. 3b, c) with the signal structure of the background of the electronic circuit of the spectrometer, which is shown in FIG. 6, it can be assumed that the nature of the origin and the nature of the fluctuations of the signals are close. The analytical signals of the background of the electronic circuit of the spectrometer are significant and can significantly change (distort) the results of the study and change the form of calibration graphs when determining the low contents of elements in the substance. In order to increase the accuracy, accuracy and sensitivity of integrated scintillation studies, it is proposed, after calculating the signal intensity of the analytical line of the element being determined taking into account the background, to determine the maximum value of the background fluctuation spread (“threshold signal”) Ipo.sig from the measuring scale of the spectrometer. by observing changes in the values of frame-by-frame background analytical signals recorded in frames without plasma burning, with the introduction of a substance into the plasma and without its introduction, while the value of the “threshold signal” is chosen to be greater than the maximum value of the spread of background fluctuations in the considered frame-by-frame spectra. The value of the “threshold signal” of the background Ipo.sig depends on the used design of the electronic circuit of the spectrometer. Therefore, to reduce the effect of background fluctuations on the result of the study, it is necessary to reduce the noise of the electronic circuit of the spectrometer, for example, by choosing photosensitive elements and cooling them. The value of the “threshold signal” Ipo.sig depends on the used design of the electronic circuit of the spectrometer. Therefore, in order to reduce the influence of background fluctuations on the result of the study, it is necessary to reduce the noise of the spectrometer’s electronic circuit, for example, by selecting photosensitive elements and cooling them. In our case, the value of the “threshold signal” turned out to be I.sig. = 10 srvc. units spectrometer scales. The value of the “threshold signal” practically does not change during prolonged operation of the spectrometer. After determining the “threshold signal”, the analytical signals of the comparison samples are frame-by-frame sorted; in the process of frame-by-frame sorting, the selected value of the “threshold signal” Ik.el.ph. = Ik.el.-Ipor.sig is subtracted from the value of the analytical signal of the determined chemical element , then the resulting difference is used as the main analytical signal of the determined element. The result of the process of sorting analytical signals of various chemical elements when using the proposed method and the method used in the prototype, when studying the artificial standard sample "Granite" No. 2, is presented in "temporary frame-by-frame sweeps" (see Fig. 7 and 8). The figures show the dependences of the intensities of the analytical spectral signals of various chemical elements (Ik.el.ph. and Ik.el) on the time the particles containing the element being determined enter the plasma t (or on the number No. of the registered spectral frame). In the case of the proposed method (see Fig. 7), in comparison with the prototype (see Fig. 8), the value of useful analytical signals, due to a more correct determination of the location of the background and taking into account the background fluctuations, decreases, while the number of useful analytical signals (large zero ) is significantly reduced, signals smaller than zero are not used in the calculations. After the frame-by-frame sorting of signals, the total intensities of the analytical lines of the determined elements are calculated taking into account all the microarrays of the investigated comparison sample .. After calculating the total intensities of the spectral lines of the element Iel.ob.sr = Σ (I.el.ph. obr.sr.) In the samples Comparisons carry out the construction of calibration graphs of chemical elements. Due to the detailed consideration of the background and its fluctuations in the calculation of Iel.obr.sr, it was possible to build calibration graphs in simple coordinates, the abscesses plot the contents of the chemical element in the comparison samples (Sel.ob.sr,), and the total value of the analytical the signal of the spectral line of the element being determined taking into account the magnitude of the background and its fluctuations (Iel.ob.sr,) (see Fig. 9, 10). Due to careful, correct accounting of the background and its fluctuations, calibration graphs of chemical elements proceed from the origin as a straight line, the slope of which depends on the experimentally obtained analytical signals of the comparison samples. To improve the accuracy and accuracy of research, it is rational to use comparison samples with large contents of the determined chemical elements, but not more than the content at which reabsorption of the spectral line of the determined element begins when plotting. This method of graphing can improve the accuracy and sensitivity of research. For a long time, we used only one standard artificial sample No. 5 of the standard of the Granite series as a comparison sample, when using which reabsorption of spectral lines is usually not yet observed. The control of the correctness and adjustment of the constructed calibration graphs is carried out using spectra of blank samples and substances with known contents of elements obtained at different times. This allows you to use calibration graphs for a long time. When shooting the spectra of comparison samples, it is rational to use the most convenient analytical sample of the comparison sample equal to 100 mg, which allows to determine from the constructed calibration graphs (see Fig. 9) both the percentage of the elements being determined and the mass of the element being determined in mg in virtual micro-particles of the substance and individual foreign phase particles. This allows you to calculate additional phase characteristics of the substance. After constructing calibration graphs, frame-by-frame shooting of the spectra of the test substance is carried out. In this case, any analytical samples of the test substance or individual particles can be used without weighing them. After obtaining the frame-by-frame spectra of the analyte, similar to how it was done when calculating the total intensity of the spectral analytical line of the determined element in the comparison samples using frame-by-frame sorting of signals taking into account the background and the selected “threshold signal”, the total frame-by-frame intensity of the spectral analytical line of the determined element is calculated of the test substance Iel.v = Σ (I.el.f.v.) Further, using the available calibration graphs, built on samples with Equations close in composition to the test substance, calculate the “conditional contents” of the matrix and foreign chemical elements in the test substance, and then their real contents by the “ratio of the conditional contents” of the elements to the substance. If the obtained matrix chemical composition of the substance under study is close to the composition of the comparison samples from which the selected calibration graphs were built, then the contents of chemical elements in the virtual micro-particles of the substance and individual phase particles of the micro-particles of the substance are calculated. If the matrix composition of the substance is significantly different from the composition of the reference samples used to construct the used calibration graph, then we select from the available calibration graphs graphs that were built according to comparison samples similar in composition to the test substance. In this case, a re-calculation of all chemical elements in the test substance, its virtual micro-particles and individual phase particles is carried out. Table 1 shows the contents of the matrix chemical elements and foreign phase elements obtained in the proposed integrated scintillation method in 5 standard Granite artificial samples No. 1-No. 5. The table shows the results of a study of two parallel linkages of each of the standard samples. The passport contents of chemical elements and their oxides in standard Granite samples are shown in Table 2. The passport data of Granite samples in most cases, within the limits of permissible errors, coincide with the results obtained (see Table 1 and 2). Of course, with a decrease in the content of chemical elements, the accuracy of the analysis results decreases, but this is primarily due to the elementwise heterogeneity of the studied substances.

Далее, для оценки качества исследуемых вещества по полученным содержаниям определяемых химических элементов в виртуальных микронавесках вещества (они не приводятся из-за большого их количества, тонкости см. прототип) осуществляют оценку поэлементной неоднородности исследуемого вещества по разбросу полученных содержаний химических элементов виртуальных микронавесок вещества. Исследовалось более 120 микронавесок вещества. Поэлементная неоднородность вещества оценивалась по относительной среднеквадратической погрешности содержаний химических элементов в 120 микронавесках исследуемого вещества (см. таблица 3). Из таблицы 3 видно, что при определении содержаний элементов матрицы вещества поэлементная неоднородность составляет менее 50%. Если учесть то, что при расчете результатов исследования использовалось 120 параллельных исследований микронавесок, то в этом случае с учетом всех 120 измерений относительная среднеквадратическая погрешность исследований вещества составляет менее 5%. При содержаниях элементов меньших 0.001% из-за дискретного неравномерного нахождения элементов в веществе поэлементная неоднородность веществ составляет более 100-1000%. В этом случае точность исследований зависит от вероятности попадания отдельных частиц, содержащих определяемый химический элемент, в исследуемую навеску вещества (см. фиг. 1). Так как при этом наблюдается дискретный пуассоновский характер распределения частиц в веществе, то для оценки предела обнаружения химического элемента в веществе: необходимо использовать непараметрическую статистику, при которой учитывается число отдельных частиц, попавших в исследуемую аналитическую навеску вещества (подробней см. - Аполицкий В.Н. «Оценка предела обнаружения элементов при анализе порошковых; проб», Заводская лаборатория, Диагностика материалов. 1998, Т. 64, №8, С. 24-28). В процессе расчета содержаний химических элементов в микронавеске вещества несложно определять число виртуальных микронавесок в исследуемом веществе, в которых находятся определяемые химические элементы. В таблице 3, столбец 1 указано число частиц (микронавесок), в которых присутствует определяемый элемент. Если оценивать предел обнаружения по нахождению двух частиц в аналитической навеске вещества, то вероятность обнаружения определяемого химического элемента в веществе составляет 80%. Из таблицы 3 в «Граните» №2 видно, что количественные определения содержаний элементов большого числа элементов (As, Ba, Be, Bi, Cd, Ge, Ni, Zr) не возможно. Это содержания элементов на уровне 0.001% и ниже (см. Таблицу 2). Более точное количественное определение содержание элемента в веществе может осуществляться при нахождении в аналитической навеске вещества более 25-30 частиц, содержащих определяемый элемент. В этом случае пуассоновское распределение переходит в гауссовское (нормальное) распределение и появляется возможность применения параметрических статистических методов для оценки точности исследования. С целью подтверждения факта правильности обнаружения полезного сигнала в виртуальных микронавесках вещества необходимо осуществлять визуальное наблюдение на экране монитора (см. фиг. 1) аналитические спектральные линии определяемых элементов в покадровых спектрах виртуальных микронавесок вещества, оценивая величину аналитического сигнала, форму спектральной линии элемента и количеством частиц, зарегистрированных в кадрах исследуемого вещества.Further, in order to assess the quality of the studied substance by the obtained contents of the determined chemical elements in the virtual micro-particles of the substance (they are not given because of their large number, subtleties see the prototype), the element-by-element heterogeneity of the studied substance is evaluated by the scatter of the obtained contents of the chemical elements of the virtual micro-particles of the substance. Investigated more than 120 micro-particles of the substance. The element-wise heterogeneity of the substance was estimated by the relative standard error of the content of chemical elements in 120 micron-weights of the substance under study (see table 3). From table 3 it is seen that when determining the contents of the elements of the matrix of the substance, the elementwise heterogeneity is less than 50%. If we take into account the fact that when calculating the results of the study, 120 parallel studies of microwaves were used, then in this case, taking into account all 120 measurements, the relative standard error of the studies of the substance is less than 5%. When the contents of the elements are less than 0.001% due to the discrete uneven location of the elements in the substance, the elementwise heterogeneity of the substances is more than 100-1000%. In this case, the accuracy of the research depends on the probability of the ingress of individual particles containing the determined chemical element into the test sample of the substance (see Fig. 1). Since in this case the discrete Poisson nature of the distribution of particles in a substance is observed, to estimate the limit of detection of a chemical element in a substance: it is necessary to use nonparametric statistics, which takes into account the number of individual particles that fall into the analytic sample of the substance under study (for more details see V. Apolitsky, N. . "Evaluation of the detection limit of elements in the analysis of powder; samples", Factory laboratory, Diagnostics of materials. 1998, T. 64, No. 8, S. 24-28). In the process of calculating the contents of chemical elements in a microweight of a substance, it is easy to determine the number of virtual microweights in the test substance in which the determined chemical elements are located. Table 3, column 1 indicates the number of particles (micro-particles) in which the detectable element is present. If we evaluate the detection limit by finding two particles in an analytical sample of a substance, then the probability of detecting a detectable chemical element in a substance is 80%. From table 3 in "Granite" No. 2 shows that quantitative determination of the contents of elements of a large number of elements (As, Ba, Be, Bi, Cd, Ge, Ni, Zr) is not possible. This is the content of elements at the level of 0.001% and below (see Table 2). A more accurate quantitative determination of the content of an element in a substance can be carried out when more than 25-30 particles containing a determined element are in the analytical sample of a substance. In this case, the Poisson distribution transforms into a Gaussian (normal) distribution and it becomes possible to use parametric statistical methods to assess the accuracy of the study. In order to confirm the fact that the useful signal is detected correctly in the virtual micro-particles of a substance, it is necessary to visually observe on the monitor screen (see Fig. 1) the analytical spectral lines of the elements being determined in the single-frame spectra of the virtual micro-particles of the substance, evaluating the value of the analytical signal, the shape of the spectral line of the element and the number of particles recorded in frames of the analyte.

Важной характеристикой любого вещества является форма нахождения химического элемента в веществе (элемент может находиться в собственной и рассеянной форме). Если химический элемент находится в отдельной частице (фазе) вещества и его содержание больше 10%, то считается, что он находит в собственной фазовой форме. Обычно это частицы инородных фаз. Если содержания химического элемента в частице меньше 1-10%, и элемент равномерно распределен (рассеян) по объему вещества, то этот элемент находится в рассеянной форме (обычно этот элемент входит в состав матрицы вещества). Для обнаружения фазовой формы нахождения элемента необходимо создать условия для того, чтобы фазовая частица, в которой содержится определяемый элемент, попало в отдельную виртуальную микронавеску исследуемого вещества, попадающую в плазму источника возбуждения. Это можно сделать, если содержание элемента в веществе менее 0.01%, (частицы должны быть пространственно разделены в веществе при введении вещества в плазму), при этом длительность накопления аналитических сигналов в кадре должна быть более удвоенной длительности сцинтилляционного сигнала, возникающего при попадании отдельной частицы в плазму, для полной регистрации ее сцинтилляционного излучения. При длительности кадра меньшей длительности сцинтилляционного импульса частицы происходит уменьшение полезного аналитического сигнала, неполная регистрация его в отдельном кадре. Регистрация сцинтилляционного излучения частицы в нескольких кадрах делает невозможным фазовую диагностику частиц. Фазовую собственную форму нахождения химического элемента в веществе можно определять по отсутствию определяемого химического элемента в более чем одной виртуальной микронавеске вещества. Присутствие определяемого химического элемента во всех виртуальных микронавесках вещества дает основание считать, что химический элемент находится в рассеянной фазовой форме. Определение присутствия и отсутствия химического элемента в виртуальных микронавесках вещества осуществляется в процессе расчета содержаний определяемых химических элементов во всех микронавесках исследуемого вещества (см. таблица 3, столбцы 1 и 3). В процессе исследования вещества регистрировалось 120 кадров (исследовалось 120 виртуальных микронавесок). Элементы матрицы в случае хорошего перемешивания искусственных стандартных образцов «Гранит» должны присутствовать во всех микронавесках стандартных образцов. Что подтверждается при исследовании стандартного образца «Гранит» - №5, в котором содержания химических элементов более 0,01%. Все определяемые элементы присутствуют во всех 120 микронавесках этого стандарта. Не смотря на то, что элементы, не входящие в состав матрицы искусственных стандартов «Гранит», находятся в собственной фазовой форме они присутствуют во всех микронавесках. Это связано с большим количеством этих частиц в микронавесках вещества, при содержаниях определяемых элементов в веществе больших 0,01%. Фазовая форма нахождения элемента может обнаруживаться только при содержаниях определяемых химических элементов в веществе меньшем 0,01%, В случае исследования вещества искусственных стандартных образцов «Гранита» с номером меньшим №3 (см. Таблица 3) можно видеть, что большинство определяемых химических элементов не присутствуют во всех микронавесках образца, что дает основание считать, что эти элементы находятся в собственной фазовой форме. Это подтверждается паспортными данными образцов - они вводились в образцах в виде частиц оксидов химических элементов. Количество частиц в аналитической навеске вещества меняется от 0 до 120 шт., что приводит к изменению поэлементной неоднородности вещества от 30 до величин больших 1000%, что дает основания считать качество стандартных образцов с номером меньшим №3 неудовлетворительным. Раздельное присутствие фазовых частиц в микронавесках вещества позволяет определять не только поэлементную неоднородность веществ и фазовую форму нахождения элемента, но и массу фазовой частицы, ее крупность и процентное содержание различных химических элементов в них (см. прототип и аналгии, в которых рассматриваются эти вопросы). Полученные характеристики вещества с использованием предлагаемого способа позволяют диагностировать вещества путем сравнения полученных характеристик с характеристиками известных веществ, как это делалось в прототипе.An important characteristic of any substance is the form in which the chemical element is in the substance (the element can be in its own and diffuse form). If the chemical element is in a separate particle (phase) of the substance and its content is more than 10%, then it is considered that it finds in its own phase form. Usually these are particles of foreign phases. If the content of the chemical element in the particle is less than 1-10%, and the element is evenly distributed (scattered) over the volume of the substance, then this element is in scattered form (usually this element is part of the matrix of the substance). To detect the phase form of an element, it is necessary to create conditions for the phase particle containing the element to be detected to fall into a separate virtual micro-sample of the substance under study that enters the plasma of the excitation source. This can be done if the element content in the substance is less than 0.01%, (particles should be spatially separated in the substance when the substance is introduced into the plasma), while the duration of the accumulation of analytical signals in the frame should be more than twice the duration of the scintillation signal that occurs when an individual particle enters plasma, for full registration of its scintillation radiation. When the frame duration is shorter than the particle scintillation pulse, the useful analytical signal decreases, and its incomplete registration in a separate frame. Registration of scintillation radiation of a particle in several frames makes phase diagnostics of particles impossible. The phase intrinsic form of a chemical element in a substance can be determined by the absence of a detectable chemical element in more than one virtual micro-sample of the substance. The presence of a detectable chemical element in all virtual micro-particles of a substance suggests that the chemical element is in a diffuse phase form. Determination of the presence and absence of a chemical element in virtual micronarves of a substance is carried out in the process of calculating the contents of the determined chemical elements in all micronarrows of a test substance (see table 3, columns 1 and 3). During the study of the substance, 120 frames were recorded (120 virtual microsizes were studied). Matrix elements in the case of good mixing of the artificial standard samples “Granite” should be present in all micronarves of standard samples. This is confirmed by the study of the standard sample "Granite" - No. 5, in which the content of chemical elements is more than 0.01%. All identifiable elements are present in all 120 microwaves of this standard. Despite the fact that the elements that are not part of the matrix of artificial standards "Granite" are in their own phase form, they are present in all micronavits. This is due to the large number of these particles in the micro-particles of the substance, with the contents of the elements being determined in the substance being large 0.01%. The phase form of the element can be detected only when the contents of the determined chemical elements in the substance are less than 0.01%. In the case of the study of the substance of artificial standard samples “Granite” with a number less than No. 3 (see Table 3), it can be seen that most of the determined chemical elements do not are present in all micronavailings of the sample, which gives reason to believe that these elements are in their own phase form. This is confirmed by the passport data of the samples - they were introduced into the samples in the form of particles of oxides of chemical elements. The number of particles in the analytical sample of the substance varies from 0 to 120 pcs., Which leads to a change in the element-by-element heterogeneity of the substance from 30 to values greater than 1000%, which gives grounds to consider the quality of standard samples with the number less than No. 3 unsatisfactory. The separate presence of phase particles in the micronavings of the substance allows us to determine not only the element-by-element heterogeneity of substances and the phase form of the element, but also the mass of the phase particle, its size and the percentage of various chemical elements in them (see prototype and analgesia, which address these issues). The obtained characteristics of the substance using the proposed method can diagnose substances by comparing the obtained characteristics with the characteristics of known substances, as was done in the prototype.

Для более правильного определения элементного и фазового состава матрицы исследуемого вещества и его отдельных инородных фазовых частиц рационально использовать итерационный расчет содержаний химических элементов и характеристик вещества. При пересчетах содержаний элементов в веществе осуществляют исключение аналитических спектральных сигналов инородных фаз, зарегистрированных в кадрах. Это позволяет осуществлять не только расчет процентных содержаний химических элементов без инородных фаз в матрице исследуемого вещества, но и выявлять фазовые формы нахождения химических элементов в инородных частицах, в которых содержатся даже матричные элементы. Для этого при съемке спектров образцов сравнения берут одинаковые аналитические навески веществ массой 100 мг, а при построении в простых координатах градуировочных графиков (см. фиг. 9) по оси абсцисс откладывают величину массы в мг химического элемента, находящуюся в 100 мг навеске используемого образца сравнения, при осуществлении итерационного расчета исключают сигналы матричных элементов и элементов, находящихся в рассеянной фазовой форме, путем осуществления покадровых вычетов из аналитических спектральных сигналов определяемых элементов, полученных с учетом фона и «порогового сигнала», рассчитанных до итерационного расчета, аналитических спектральных сигналов определяемых элементов с учетом фона и «порогового сигнала», полученных после итерационного расчета. При этом величины рассчитанных вычетов используют в качестве основных сигналов, по которым производят расчет процентных соотношения определяемых элементов в исследуемом веществе с учетом того, что сумма всех процентных содержаний химических элементов в исследуемом веществе должна быть равна 100%. Это позволяет осуществлять фазовую диагностику частиц, определять диаметр исследуемых частиц в веществе (подобно см. аналоги). На фиг. 11 показаны «временные покадровые развертки» содержаний химических элеметов в виртуальных микронавесках мг от временного номера микронавесок при исследовании стандартного образца «Гранит» №5, полученные до итерационного расчета (см. фиг. 11а), после итерационного расчета (см. фиг. 11б) и содержаний элементов мг в виртуальных микронавесках, полученных путем покадрового вычета из содержаний элементов, полученных до итерационного расчета, содержаний: химических элементов, полученных после итерационного расчета (см. фиг. 11в). Это позволяет после итерационного расчета по полученным покадровым содержаниям химических элементов производить расчет процентных соотношений содержаний химических элементов в инородных фазовых частицах, с предположением что сумма всех; процентных содержаний химических элементов в фазовых инородных частицах должна составлять 100%. Сравнивая полученные процентные соотношения содержаний химических элементов в исследованных инородных частицах с соотношением содержаний этих элементов в известных веществах позволяет осуществлять диагностику веществ (как это делается в прототипе). Результаты такого расчета содержаний определяемых химических элементов в стандартном образце «Гранит» №5 и диагностика частиц представлены в таблице 4 (приведена часть таблицы). В первом столбце таблицы 4 указаны результаты фазовой диагностики различных виртуальных микронавесок исследованного вещества, во втором столбце указан номер исследованного кадра (виртуальной микронавески), по которому несложно вывести спектр изучаемого кадр на экран дисплея для просмотра, в третьем столбце указан диаметр инородной частицы в мм, в последующих столбцах указано процентные содержания химических элементов в 1 микронавесках вещества (отдельных фазовых частицах) в зависимости от определяемого элемента и номера кадра (микронавески). Из таблицы 4 видно, что в исследуемом веществе присутствуют большое число минералов, в состав которых входят только отдельные химические элементы. Количество частиц (минералов), в которых присутствуют более одного определяемого элемента, мало. Это связано, по-видимому, со; случайными загрязнениями, со сросткам минералов и совместным попаданием фазовых частиц в виртуальную микронавеску. В целом полученные результаты хорошо согласуются со способом создания стандартных образцов Бронницкой экспедиции - стандартные образцы типа «Гранит» готовились с использованием смешивания основы (матрицы) вещества с частицами различных оксидов химических элементов.For a more correct determination of the elemental and phase composition of the matrix of the test substance and its individual foreign phase particles, it is rational to use an iterative calculation of the contents of chemical elements and the characteristics of the substance. When recalculating the contents of elements in a substance, analytical spectral signals of foreign phases recorded in frames are excluded. This makes it possible not only to calculate the percentages of chemical elements without foreign phases in the matrix of the test substance, but also to identify the phase forms of the presence of chemical elements in foreign particles, which even contain matrix elements. To do this, when shooting the spectra of the comparison samples, identical analytical samples of substances weighing 100 mg are taken, and when constructing calibration graphs in simple coordinates (see Fig. 9), the mass in mg of the chemical element in 100 mg of the used reference sample is plotted along the abscissa , when performing iterative calculation, the signals of matrix elements and elements in a diffuse phase form are eliminated by performing frame-by-frame deductions from analytical spectral signals of determined electrons elements obtained taking into account the background and the “threshold signal” calculated before the iterative calculation, analytical spectral signals of the elements being determined taking into account the background and the “threshold signal” obtained after the iterative calculation. In this case, the values of the calculated residues are used as the main signals for calculating the percentage ratios of the determined elements in the test substance, taking into account the fact that the sum of all percentages of chemical elements in the test substance should be equal to 100%. This makes it possible to carry out phase diagnostics of particles, to determine the diameter of the studied particles in a substance (for similar see analogs). In FIG. 11 shows “temporary frame-by-frame sweeps” of the contents of chemical elements in virtual micro-particles of mg from the temporary number of micro-particles in the study of the standard sample “Granite” No. 5, obtained before iterative calculation (see Fig. 11a), after iterative calculation (see Fig. 11b) and the content of mg elements in virtual micronavity obtained by frame-by-frame deduction from the contents of the elements obtained before the iterative calculation, the contents of: chemical elements obtained after the iterative calculation (see Fig. 11c). This allows after an iterative calculation of the obtained frame-by-frame contents of chemical elements to calculate the percentage ratios of the contents of chemical elements in foreign phase particles, with the assumption that the sum of all; percentages of chemical elements in phase foreign particles should be 100%. Comparing the obtained percentage ratios of the contents of chemical elements in the investigated foreign particles with the ratio of the contents of these elements in known substances allows you to diagnose substances (as is done in the prototype). The results of this calculation of the contents of the determined chemical elements in the standard sample "Granite" No. 5 and particle diagnostics are presented in table 4 (part of the table is given). The first column of Table 4 shows the results of phase diagnostics of various virtual micro-particles of the investigated substance, the second column shows the number of the studied frame (virtual micro-suspension), according to which it is easy to display the spectrum of the studied frame on the display screen for viewing, the third column shows the diameter of the foreign particle in mm, the following columns indicate the percentages of chemical elements in 1 micron-weighted substance (individual phase particles) depending on the element being determined and the frame number (micron aveski). From table 4 it can be seen that in the test substance there are a large number of minerals, which include only individual chemical elements. The number of particles (minerals) in which more than one element is determined is small. This is apparently due to; accidental contamination, with intergrowths of minerals and the joint ingress of phase particles into a virtual micro-sample. In general, the results obtained are in good agreement with the method of creating standard samples of the Bronnitsky expedition - standard samples of the Granite type were prepared using mixing the base (matrix) of a substance with particles of various oxides of chemical elements.

Таким образом, за счет более правильного учета величины фона при сортировке аналитических сигналов (отыскания фона на заданном участке спектра вблизи аналитической линии определяемого элемента по максимальному аналитическому сигналу и осуществление учета «порогового сигнала») и предлагаемого способа построения градуировочных графиков в простых координатах, которые исходят из начало координат и проходят через экспериментальные точки образцов сравнения, имеющих большие содержания химических элементов. Это повышает точность исследования вещества, упрощает процесс построения градуировочных графиков химических элементов, существенно уменьшает число используемых образцов сравнения при построении градуировочных графиков, исключает использование малонадежных образцов сравнения с низкими содержаниями химических элементов. Использование одной и той же аналитической навески образцов сравнения в 100 мг позволяет уточнять и контролировать построение калибровочных графиков во времени, использовать градуировочные графики химических элементов для определения массы химических элементов в исследуемом веществе в мг и его виртуальных микронавесках, а так же определять содержания химических элементов в отдельных исследуемых частицах вещества с целью фазовой диагностики частиц, массу частицы и их крупность (размеры) без взвешивания исследуемого вещества. Предлагаемый способ позволяет исключить искажения результатов исследования за счет выполнения при расчетах содержаний химических элементов условия, что сумма вех процентных содержаний элементов в веществе должна быть ровна 100%, если эти искажения в одинаковой степени изменяют аналитические сигналы определяемых химических элементов в процессе исследования (прерывание подачи вещества в плазму, сдвиг струи подаваемого вещества в плазму, изменение положения концов электродов при с.емки спектров, изменение положения и загрязнение оптики, одинаковое изменение аналитических сигналов элементов во времени). Это позволяет использовать градуировочные графики длительное время. Предлагаемый способ исследования может успешно применяться при использовании интегрально-сцинтилляционного метода исследования в случае введения вещества в плазму различных источников возбуждения, в том числе и с испарением вещества в плазму из кратера электрода.Thus, due to a more correct accounting of the background value when sorting analytical signals (finding the background on a given part of the spectrum near the analytical line of the element being determined by the maximum analytical signal and taking into account the “threshold signal”) and the proposed method for constructing calibration graphs in simple coordinates that emanate from the origin and pass through the experimental points of the comparison samples having high contents of chemical elements. This increases the accuracy of the study of substances, simplifies the process of constructing calibration graphs of chemical elements, significantly reduces the number of reference samples used in the construction of calibration graphs, eliminates the use of unreliable comparison samples with low contents of chemical elements. Using the same analytical sample of 100 mg reference samples allows you to refine and control the construction of calibration graphs over time, use calibration graphs of chemical elements to determine the mass of chemical elements in the test substance in mg and its virtual micro-weights, and also determine the content of chemical elements in individual investigated particles of a substance for the purpose of phase diagnostics of particles, particle mass and particle size (size) without weighing the test substance. The proposed method allows to eliminate distortion of the research results by fulfilling, when calculating the contents of chemical elements, the condition that the sum of the milestones of percentages of elements in the substance should be 100% equal if these distortions alter the analytical signals of the determined chemical elements to the same extent during the study (interruption of the substance into the plasma, a shift in the jet of the supplied substance into the plasma, a change in the position of the ends of the electrodes during the capture of spectra, a change in position and contamination of the optics , the same change in the analytical signals of the elements in time). This allows you to use calibration graphs for a long time. The proposed research method can be successfully applied using the integral scintillation research method in the case of introducing substances into the plasma of various excitation sources, including the evaporation of the substance into the plasma from the electrode crater.

Содержание оксидов матричных элементов в стандартах «Гранит», в которых содержание фосфора менее 1%, составляет SiO₂ - 65%, Al₂O₃ - 20%, CaO - 6.0%, Na₂CO₃ - 5.0%, Fe₂O₃ - 3.0%, MgO - 2.0%, а в «Граните» №5, в который специально ввели фосфор (Р₂O₅ 6%), содержание оксидов матричных элементов в стандартах составляет SiO₂ - 59%, Al₂O₃ - 19%, CaO - 5.6%, Na₂CO₃ - 4.7%, Fe₂O₃ - 2.8%, MgO - 1.9%.The content of matrix element oxides in the Granite standards, in which the phosphorus content is less than 1%, is SiO ₂ - 65%, Al ₂ O ₃ - 20%, CaO - 6.0%, Na ₂ CO ₃ - 5.0%, Fe ₂ O ₃ - 3.0%, MgO - 2.0%, and in "Granite" No. 5, in which phosphorus was specially introduced (Р ₂ O ₅ 6%), the content of oxides of matrix elements in the standards is SiO ₂ - 59%, Al ₂ O ₃ - 19 %, CaO - 5.6%, Na ₂ CO ₃ - 4.7%, Fe ₂ O ₃ - 2.8%, MgO - 1.9%.

Claims

1. Интегрально-сцинтилляционный способ исследования вещества с введением его в плазму, включающий переведение вещества в порошковое состояние, съемку покадровых спектров аналитических навесок исследуемых веществ, образцов сравнения, близких по химическому составу к исследуемому веществу, и известных веществ с использованием интегрально-сцинтилляционного спектрометра с виртуальным делением исследуемого вещества на большое число частей (микронавесок) путем осуществления периодической прерывистой синхронной кратковременной покадровой регистрации спектрального излучения плазмы источника возбуждения спектров с временем накопления спектральных сигналов в кадре, меньшем удвоенной длительности сцинтилляционных, импульсных сигналов вещества, попадающего в плазму, калибровку («профилирование») шкалы спектрометра по спектрам известных веществ, нахождение в зарегистрированных спектрах веществ местоположения спектральных аналитических линий и фона вблизи них, покадровую сортировку аналитических сигналов, полученных виртуальных микронавесок вещества, с учетом фона излучения плазмы, расчет по аналитический сигналам, полученным после их покадровой сортировки, суммарной интенсивности аналитической спектральной линии определяемого химического элемента с учетом сигналов всех спектров виртуальных микронавесок образца сравнения, построение градуировочных графиков по суммарным интенсивностям спектральных аналитических линий определяемых химических элементов, сортировку аналитических сигналов микронавесок самого исследуемого вещества с учетом фона, расчет суммарных интенсивностей спектральных линий определяемых химических элементов с учетом всех виртуальных микронавесок исследуемого вещества, определение по суммарным интенсивностям спектральных линий с использованием построенных градуировочных графиков «условных содержаний» химических элементов, входящих в состав анализируемой навески вещества, а затем расчет реальных содержаний химических элементов в исследуемом веществе по «соотношению условных содержаний», при котором предполагается, что сумма всех содержаний химических элементов в исследуемом веществе составляет 100%, осуществление расчета содержаний химических элементов в отдельных микронавесках вещества и отдельных инородных фазовых частицах, определение поэлементной и фазовой неоднородности вещества по содержаниям химических элементов в микронавесках вещества, фазовые характеристики вещества с применением итерационного расчета содержаний химических элементов в веществе, при котором исключаются аналитические сигналы инородных фаз, и производят расчет характеристик вещества без инородных фаз, фазовую диагностику с использованием сравнений процентных соотношений содержаний химических элементов в изучаемой частице с процентными соотношениями их в известных веществах, а также оценку качества исследуемого вещества, отличающийся тем, что после калибровки (профилирования) измерительной шкалы интегрально-сцинтилляционного спектрометра осуществляют покадровую регистрацию спектральных аналитических фоновых сигналов электронной схемы спектрометра без горения плазмы и с плазмой, без введения и с введением в нее вещества, проводят рассмотрение покадровых зарегистрированных спектров, в которых присутствуют и отсутствуют аналитические линии определяемых элементов, с целью правильного отыскания местоположения фона вблизи аналитической спектральной линии определяемого элемента, выбирают покадровый участок спектра так, чтобы величина фона на этом участке спектра была близка к величине фона, находящегося под аналитической линией, при этом величину фона на выбранном участке спектра находят и рассчитывают так же, как величину аналитического сигнала спектральной линии определяемого химического элемента по максимальному значению аналитического сигнала на выбранном участке спектра, после этого рассчитывают покадровую величину аналитического сигнала определяемого элемента с учетом фона, определяют по измерительной шкале спектрометра максимальную величину разброса флуктуаций фона («пороговый сигнал») путем наблюдения изменений величин покадровых фоновых аналитических сигналов, зарегистрированных в кадрах без горения плазмы, с введением вещества в плазму и без его введения, при этом величину «порогового сигнала» выбирают больше максимального разброса флуктуаций фона в рассмотренных покадровых спектрах, после выбора «порогового сигнала» осуществляют исследования покадровых спектров снятых образцов сравнения, при котором производят покадровую сортировку аналитических сигналов образцов сравнения с учетом фона и его флуктуаций («порогового сигнала»), в процессе покадровой сортировки из величины аналитического сигнала определяемого химического элемента с учетом фона вычитают выбранную величину «порогового сигнала», далее полученную разность используют в качестве основного аналитического сигнала определяемого элемента, по которому осуществляют расчет суммарной интенсивности аналитической линии определяемых элементов с учетом всех микронавесок вещества, градуировочные графики химических элементов строят в простых координатах, по оси абсцисс откладывают содержания химического элемента в образцах сравнения, а по оси ординат величину суммарного аналитического сигнала спектральной линии определяемого элемента в образце сравнения с учетом фона и его флуктуаций («порогового сигнала»), для построения графиков используют одинаковые аналитические навески образцов сравнения с большим содержанием определяемых химических элементов, но не большим, чем содержание, при котором наблюдается реабсорбция спектральной линии, градуировочные графики исходят из начала координат в виде прямой, проходящей через экспериментальные точки, контроль правильности построенных градуировочных графиков осуществляют с использованием спектров холостых проб и контрольных образцов сравнения, зарегистрированных в разное время, расчет суммарного аналитического сигнала спектральной линии определяемых химических элементов в исследуемом веществе осуществляют с учетом выбранного «порогового сигнала», подобно тому, как это делалось в случае расчета суммарного сигнала образцов сравнения, при съемке покадровых спектров исследуемого вещества используют любые аналитические навески исследуемого вещества или частиц без их взвешивания.1. The integral-scintillation method for studying a substance with its introduction into plasma, including the conversion of the substance into powder state, the shooting of single-frame spectra of analytical samples of the studied substances, comparison samples close in chemical composition to the substance under study, and known substances using an integrated scintillation spectrometer with virtual division of the test substance into a large number of parts (micro-portions) by performing periodic intermittent synchronous short-term frame-by-frame registration of the spectral radiation of the plasma of the spectral excitation source with the accumulation time of spectral signals in the frame shorter than twice the duration of the scintillation, pulsed signals of the substance entering the plasma, calibration (“profiling”) of the spectrometer scale from the spectra of known substances, finding the spectral analytical locations in the recorded spectra of substances lines and a background near them, frame-by-frame sorting of analytical signals received by virtual micro-particles of a substance, taking into account the background plasma radiation, calculation of the analytical signals obtained after their frame-by-frame sorting, the total intensity of the analytical spectral line of the determined chemical element, taking into account the signals of all spectra of virtual microwaves of the comparison sample, the construction of calibration graphs by the total intensities of the spectral analytical lines of the determined chemical elements, sorting of the analytical signals of the microwaves of analyte taking into account the background, the calculation of the total spectral intensities lines of determined chemical elements, taking into account all virtual microweights of the substance under investigation, determination of the "conditional contents" of chemical elements that are part of the analyzed sample of substances using the built-in calibration graphs, and then calculation of the actual contents of chemical elements in the substance under study according to the "ratio conditional contents ”, in which it is assumed that the sum of all the contents of chemical elements in the test substance is it is 100%, calculating the contents of chemical elements in individual micronavings of a substance and individual foreign phase particles, determining element-wise and phase heterogeneity of a substance by the contents of chemical elements in micronavings of a substance, phase characteristics of a substance using an iterative calculation of the contents of chemical elements in a substance, in which analytical signals of foreign phases, and calculate the characteristics of the substance without foreign phases, phase diagnostics using comp percent ratios of the contents of chemical elements in the studied particle with their percent ratios in known substances, as well as an assessment of the quality of the studied substance, characterized in that after calibration (profiling) of the measuring scale of the integrated scintillation spectrometer, the spectral analytical background signals of the electronic circuit of the spectrometer are frame-by-frame recorded without burning plasma and with plasma, without and with the introduction of substances into it, conduct a review of frame-by-frame registers In order to correctly find the location of the background near the analytical spectral line of the determined element, the spectral section in which there are no analytical lines of the elements being determined is selected so that the background value in this region of the spectrum is close to the value of the background under the analytical line, in this case, the background value in the selected part of the spectrum is found and calculated in the same way as the value of the analytical signal of the spectral line of the determined chemical element by the maximum value of the analytical signal in the selected part of the spectrum, after that the frame-by-frame value of the analytical signal of the element being determined taking into account the background is calculated, the maximum value of the background fluctuation spread (“threshold signal”) is determined by the spectrometer measuring scale by observing the changes in the values of the frame-by-frame background analytical signals recorded in frames without burning plasma, with the introduction of a substance into the plasma and without its introduction, while the value of the “threshold signal” is chosen to be more than max After the choice of the “threshold signal”, we study the frame-by-frame spectra of the taken comparison samples, in which the analytical signals of the comparison samples are frame-by-frame sorted taking into account the background and its fluctuations (“threshold signal”), in the process of frame-by-frame sorting from the value of the analytical signal of the determined chemical element, taking into account the background, subtract the selected value of the “threshold signal”, then the resulting difference is used as ve of the main analytical signal of the element being determined, according to which the total intensity of the analytical line of the elements being determined is calculated taking into account all the micro-particles of the substance, calibration graphs of chemical elements are plotted in simple coordinates, the abscesses plot the contents of the chemical element in the comparison samples, and the ordinal value the signal of the spectral line of the determined element in the comparison sample, taking into account the background and its fluctuations (“threshold signal”), for plotting graphs use the same analytical samples of the comparison samples with a large content of the determined chemical elements, but not greater than the content at which reabsorption of the spectral line is observed, calibration graphs come from the origin in the form of a straight line passing through the experimental points, the correctness of the constructed calibration graphs is checked using the spectra of blank samples and control samples of comparison recorded at different times, the calculation of the total analy of the optical signal of the spectral line of the determined chemical elements in the test substance is carried out taking into account the selected “threshold signal”, similar to how it was done in the case of calculating the total signal of the comparison samples, when shooting frame-by-frame spectra of the test substance, any analytical sample of the test substance or particles is used without weighing them .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение тех или иных характеристик веществ осуществляют в зависимости от необходимости решения конкретных производственных задач.2. The method according to p. 1, characterized in that the determination of certain characteristics of substances is carried out depending on the need to solve specific production problems.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения правильности, точности и предела обнаружения химических элементов проводимых исследований используют нахождение полезного аналитического сигнала определяемого химического элемента, производят просмотр покадровых спектров виртуальных микронавесок исследуемого вещества, оценивая величину сигнала, его форму и количество кадров, в которых наблюдается этот сигнал.3. The method according to p. 1, characterized in that to determine the correctness, accuracy and detection limit of the chemical elements of the studies used, find the useful analytical signal of the chemical element being determined, frame-by-frame spectra of virtual microwaves of the test substance are examined, evaluating the signal size, its shape and quantity frames in which this signal is observed.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при съемке спектров образцов сравнения берут одинаковые аналитические навески веществ массой 100 мг, а при построении в простых координатах градуировочных графиков по оси абсцисс откладывают величину массы в мг химического элемента, находящуюся в 100-мг навеске используемого образца сравнения, при осуществлении итерационного расчета исключают сигналы матричных элементов и элементов, находящихся в рассеянной фазовой форме, за счет осуществления покадровых вычетов из аналитических спектральных сигналов определяемых элементов, полученных с учетом фона и «порогового сигнала», рассчитанных до итерационного расчета, аналитических спектральных сигналов определяемых элементов, полученных с учетом фона и «порогового сигнала», полученных после итерационного расчета, при этом величины рассчитанных вычетов используют в качестве основных сигналов, по которым производят расчет процентных соотношений определяемых элементов в отдельных фазовых частицах, фазовую диагностику частиц, определение диаметров исследуемых частиц.4. The method according to p. 1, characterized in that when shooting the spectra of the comparison samples, they take the same analytical samples of substances weighing 100 mg, and when constructing calibration graphs in simple coordinates along the abscissa, the mass value in mg of the chemical element in 100 mg is set aside in the sample sample used in the iterative calculation, the signals of matrix elements and elements in a diffuse phase form are eliminated due to frame-by-frame deductions from analytical spectral signals s of the determined elements obtained taking into account the background and the “threshold signal” calculated before the iterative calculation, analytical spectral signals of the determined elements obtained from the background and the “threshold signal” obtained after the iterative calculation, while the calculated residues are used as the main signals by which the percentages of the determined elements in individual phase particles are calculated, phase diagnostics of the particles, determination of the diameters of the investigated particles.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность кадра делают такой, чтобы она была меньше удвоенной длительности спектрального сцинтилляционного импульса отдельной инородной частицы, попадающей в плазму, но не меньше длительности самого этого сцинтилляционного импульса.5. The method according to p. 1, characterized in that the frame duration is such that it is less than twice the duration of the spectral scintillation pulse of an individual foreign particle entering the plasma, but not less than the duration of this scintillation pulse.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предел обнаружения химических элементов в исследуемом веществе определяют с применением непараметрической статистики, используя пуассоновский закон распределения, по обнаружению двух частиц в исследуемой навеске вещества, при этом количественная оценка исследования может оцениваться в случае, если в исследуемом веществе находится более 25-30 частиц, содержащих определяемый элемент, с использованием параметрической статистики и градуировочных графиков, построенных в простых координатах, исходящих из начала координат.6. The method according to p. 1, characterized in that the detection limit of chemical elements in the test substance is determined using nonparametric statistics, using the Poisson distribution law, to detect two particles in the test sample of the substance, while the quantitative assessment of the study can be evaluated if in the test substance there are more than 25-30 particles containing the element being determined, using parametric statistics and calibration graphs constructed in simple coordinates, outgoing from the origin.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после получения характеристик вещества осуществляют исследование его с использованием других известных способов исследования веществ с целью выявления правильности получения характеристик вещества.7. The method according to p. 1, characterized in that after obtaining the characteristics of the substance, it is studied using other known methods for studying substances in order to determine the correctness of obtaining the characteristics of the substance.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что его применяют при интегрально-сцинтилляционном методе исследования различных веществ в случае введения их в плазму способом испарения вещества из кратера электрода дуги в ее плазму.8. The method according to p. 1, characterized in that it is used in the integral-scintillation method for studying various substances in the case of their introduction into the plasma by the method of evaporation of the substance from the crater of the arc electrode into its plasma.